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 -21-10-2022/
SUMMARY:Soutenance de thèse de Fanny DUQUET - 21/10/2022
DESCRIPTION:\n\nFanny Duquet a soutenu sa thèse le 21 octobre 2022 à l'IE
 M\nMatériaux photo-anodiques à base d’oxydes de titane et de cobalt po
 ur la production d’hydrogène et la dépollution de l’eau\ndevant le j
 ury composé de :\n- Mme Valérie KELLER\, Directrice de Recherche au CNRS
 \, Université de Strasbourg\, rapportrice\n- M. Cédric BOISSIERE\, Direc
 teur de Recherche au CNRS\, Sorbonne Université\, rapporteur\n- Mme Chris
 tina VILLENEUVE-FAURE\, Maitre de Conférences\, Université Toulouse 3\, 
 examinatrice\n- M. Peter HESEMANN\, Directeur de Recherche au CNRS\, Unive
 rsité de Montpellier\, examinateur\n- Mme Stéphanie ROUALDES\, Maitre de
  Conférences\, Université de Montpellier\, directrice de thèse\n- M. Ma
 tthieu RIVALLIN\, Maitre de Conférences\, ENSCM\, co-encadrant\n- Mme Flo
 rence ROUESSAC\, Maitre de Conférences\, Université de Montpellier\, co-
 encadrante\n\nRésumé :\nParmi les solutions pour diminuer la pollution a
 tmosphérique et ainsi ralentir le réchauffement climatique actuel\, l’
 utilisation de l’hydrogène « vert » comme vecteur énergétique est a
 ttrayante. Grâce à l’utilisation d’une cellule photo-électrochimiqu
 e au croisement entre l’électrolyse de l’eau et la photocatalyse\, l
 ’hydrogène peut être produit sans émission de gaz à effet de serre. 
 De plus\, l’emploi d’une eau partiellement polluée comme ressource de
  cette cellule permettrait le couplage entre production d’hydrogène ver
 t et traitement tertiaire de l’eau. Dans cette optique\, un travail sur 
 les composants de cette cellule\, plus précisément sur les photo-anodes\
 , est primordial pour rendre un tel système compétitif.\nDans ce travail
  nous avons développé par voie sol-gel des matériaux photo-anodiques à
  base d’oxydes de titane et de cobalt\, mis en forme à partir de diffé
 rents tensioactifs bio-sourcés. Des techniques de caractérisations physi
 co-chimiques et fonctionnelles variées ont permis de mettre en avant l’
 effet de l’oxyde de cobalt (sous forme de phase spinelle dans le bulk et
  d’hydroxyde Co(OH)2\, plutôt que d’oxyde\, en surface) sur les propr
 iétés structurales\, optiques et photo-électrocatalytiques des matéria
 ux essentiellement composés de TiO2 sous formes anatase et rutile. En mil
 ieu aqueux standard ou pollué et sous irradiation xénon\, les matériaux
  mixtes présentent de meilleures propriétés (photo-)électrocatalytique
 s et produisent plus d’hydrogène que les couches exemptes de cobalt\, e
 t cette amélioration liée à la présence du cobalt s’accentue avec l
 ’augmentation de la teneur en cobalt. Ces résultats ouvrent la voie au 
 couplage entre la production d’hydrogène et la dépollution de l’eau 
 sous lumière solaire\, avéré possible avec les matériaux développés 
 dans ce travail de thèse.\nAbstract:\nAmong the solutions for reducing at
 mospheric pollution and thus slowing down the current global warming\, the
  use of "green" hydrogen as an energy carrier is attractive. Thanks to the
  use of a photoelectrochemical cell at the crossroads between water electr
 olysis and photocatalysis\, hydrogen can be produced without greenhouse ga
 s emissions. Moreover\, the use of partially polluted water as a resource 
 for this cell would allow the coupling between green hydrogen production a
 nd tertiary water treatment. In order to do this\, work on the components 
 of this cell\, more precisely on the photo-anodes\, is essential to make s
 uch a system competitive.\nIn this work\, we developed sol-gel photo-anodi
 c materials based on titanium and cobalt oxides\, formed from various bio-
 sourced surfactants. Different physico-chemical and functional characteriz
 ation techniques were used to highlight the effect of cobalt oxide (as a s
 pinel phase in the bulk and as a Co(OH)2 hydroxide\, rather than as an oxi
 de\, on the surface) on the structural\, optical and photoelectrocatalytic
  properties of the materials\, which are essentially composed of TiO2 in t
 he anatase and rutile forms. In standard or polluted aqueous medium and un
 der xenon irradiation\, the mixed materials show better (photo)electrocata
 lytic properties and produce more hydrogen than the cobalt-free layers\, a
 nd this cobalt-related improvement increases with increasing cobalt conten
 t. These results pave the way for the coupling of hydrogen production and 
 water purification under sunlight\, which has been shown to be possible wi
 th the materials developed in this thesis.
CATEGORIES:Soutenance
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