Synthèse de catalyseurs atomiques pour des piles à combustible performantes

Les catalyseurs sont utilisés dans plus de 90 % des procédés chimiques et représentent un secteur mondial de 40 milliards de dollars, avec des applications allant jusqu'aux piles à combustible destinées aux futurs transports aérospatiaux. À l'avenir, des catalyseurs plus efficaces et moins coûteux seront essentiels pour assurer la transition vers une économie de l'hydrogène et des transports durables. Si le platine est le catalyseur le plus actif pour de nombreuses réactions clé pour la production d'énergie, l'un des principaux défis consiste à optimiser le rendement de chaque atome, du fait du coût élevé du platine. Les catalyseurs commerciaux actuels se présentent généralement sous la forme de nanoparticules fixées sur un support. Il est possible d'améliorer les performances du platine en exploitant l'activité catalytique du matériau de support. Ce projet, qui s'appuie sur nos travaux antérieurs, vise à mettre au point une nouvelle génération de catalyseurs utilisant des supports à base de nanoparticules de nickel, de cobalt et de cobalt-nickel, peu coûteux et abondants dans la nature, qui seront recouverts de faibles quantités de platine. Cela permettra de comprendre, au niveau atomique, comment les interactions cocatalytiques entre les atomes actifs et les atomes du support peuvent améliorer de manière optimale l'activité électrocatalytique, la stabilité et la sélectivité de matériaux catalytiques réels. Nous cherchons notamment à comprendre comment la co-catalyse peut jouer un rôle déterminant dans (i) la rupture et (ii) la formation de liaisons lors de réactions telles que l'évolution d'hydrogène et l'oxydation du méthanol et de l'éthanol. Ces réactions sont au coeur des futures piles à combustible à hydrogène et à alcool. À l'échelle mondiale, notre équipe bénéficie d'un positionnement unique, grâce à la combinaison de nos compétences en synthèse (chercheurs principaux : Lacroix, Tilley), de la microscopie électronique haute résolution la plus avancée (chercheur principal : Tilley, directeur de l'unité de microscopie électronique à l'UNSW), de nos travaux approfondis sur l'électrocatalyse et la catalyse induite magnétiquement (chercheurs principaux : Tilley et Lacroix) et de notre expertise complète en spectroscopie synchrotron (chercheur principal : Lacroix). Pr. Lacroix et Tilley collaborent et travaillent ensemble depuis plus de 15 ans et ont co-encadré avec succès des doctorants. Ces techniques et cette expérience de collaboration seront mises à profit pour comprendre de nouveaux sites actifs et mettre au point la prochaine génération de catalyseurs hautement efficaces et performants, nécessaires notamment pour les futurs avions. École doctorale : SDM - SCIENCES DE LA MATIERE - Toulouse Direction : Lise-Marie LACROIX Financement : MSCA COFUND BEST