Prix Asea Brown Boveri Ltd. (ABB) 2017 – Carlos Morales Guio
© 2017 Carlos Morales Guio
Coupling of electrocatalysts to photoabsorbers for solar fuels production, Thèse EPFL n°7001 (2016)
Directeur de thèse : Prof. X. Hu
"Pour ses recherches remarquables sur la préparation, la caractérisation et l'application d'électrocatalyseur à grande abondance planétaire pour le stockage de l’énergie solaire par l'électrolyse de l'eau."
La transformation directe de la lumière du soleil en carburants par une cellule en tandem photo- électrochimique (PEC) imite la photosynthèse artificielle et est une technologie attractive pour le stockage à grande échelle de l'énergie solaire. Bien que plusieurs systèmes complexes et coûteux aient été démontrés pour atteindre de hauts rendements pour la transformation de la lumière du soleil en carburants, leur production à grande échelle est limitée à cause de la rareté des catalyseurs métalliques et du prix des semi-conducteurs utilisés. Durant la dernière décennie, un nombre important d'électro-catalyseurs bon marchés et efficients ont été découverts. Cependant le couplage de ces deux composants pour produire des systèmes bon marchés et productibles en grande quantités reste un des grands challenges pour la production de carburant solaire par des cellules photo-électrochimiques. Cette thèse de doctorat participe à augmenter la librairie de matériaux abondants sur terre qui pourraient potentiellement être utilisés pour stocker l'énergie solaire à grande échelle. Ce travaille introduit des concepts innovants en matière de couplage entre les électro-catalyseurs et les semi-conducteurs et sur le design de matériaux pour la production d'hydrogène comme carburant à partir de soleil et d'eau. Une méthode d'électrodéposition par oxydation pour la préparation de certains électro-catalyseurs parmi les plus actifs pour l'oxydation de l'eau est présentée ici et leur intégration dans des systèmes fonctionnels pour le craquage de l'eau non-assisté est démontrée. La recherche sur le design et de la préparation de ces matériaux ainsi que la compréhension fondamentale acquise dans les mécanismes cette transformation énergétique devraient motiver et faciliter le développement de systèmes de photosynthèse artificielle de nouvelles générations.