Développement d'une pile solaire électrochimique pour la transformation du CO2 en carburants renouvelables

新材料开发的必要性，如提供电催化剂，以满足迫切需要，以提高可应用于燃料堆、电池的电化学转换的效率，加拿大Au化学品工业生产过程中的电解设备。该项目旨在对一种用于生产电解产品的可持续能源系统的实施进行技术批判。partir de l'énergie solaire et d'utiliser cette sourced'énergie pour minimiser les effets nocifs du dioxide de carbone（effet de serre）. Cette étude permettra defabriquer des matériaux catalytiques sélectifs et performants pour la réaction de réduction de CO2 et ainsi，designer la réduction éelectrochimique，à partir d'une source d'énergie propre，non fossile. A cet effet，l'utilisation，Au Québec，de l'énergie hydroélectrique apparatu attrayante.此外，我们建议采用一种多用途的方法，而且更容易受到使用太阳能电池的影响。除此之外，我们还利用催化剂的特殊性来增强反应的整体效果。在该项目中，我们开发了一种新型的pilesolaire éelectrochimique intégrant plusieurs fonctionnalités，用于将CO2转化为可再生的碳和可用于石化的化学产品。Pour ce faire，nous utiliserons des surfacessemiconductrices qui seront partiellement modifiées en surface par un éelectrocatalyseur métalliquenanométrique efficace pour la réduction du CO2 et sur lequel seront greffé des amines pouvant interagirsétivement avec le CO2.中文版：新材料开发的必要性是加拿大燃料电池、电池、电解槽和工业化学合成应用对高能量转换效率的不断要求。本文提出的项目旨在开发生产可再生和可持续能源的技术，使太阳能发电和利用这种能源，以尽量减少二氧化碳的有害影响（绿色房屋效应）。本研究将有助于选择性地制备有效的催化材料用于CO2的还原，从而考虑从非化石清洁能源中进行电化学还原。因此，在魁北克，利用水力发电似乎很有吸引力。然而，我们提出了一种更通用的方法，通过使用电化学太阳能电池，不易对环境产生影响。我们将利用开发的催化剂的特异性来提高反应的总收率。在这个项目中，我们将开发一种新的电化学太阳能电池，它集成了不同的功能，将二氧化碳转化为可再生燃料和有价值的化学产品。这一概念的核心技术是使用半导体表面，其将被纳米金属催化剂部分改性，对CO2还原有效，并且在其表面上将接枝与CO2选择性反应的胺。

La nécessité de développer de nouveaux matériaux comme électrocatalyseurs provient de la demande pressantepour des efficacités élevées de conversion d'énergie électrochimique applicables autant aux piles àcombustibles, aux batteries, aux électrolyseurs qu'aux processus industriels de synthèses chimiques au Canada.Ce projet vise à développer une technologie critique pour l'implémentation d'un système énergétique durable etrenouvelable qui permettra de produire de l'électricité à partir de l'énergie solaire et d'utiliser cette sourced'énergie pour minimiser les effets nocifs du dioxyde de carbone (effet de serre). Cette étude permettra defabriquer des matériaux catalytiques sélectifs et performants pour la réaction de réduction de CO2 et ainsi,envisager la réduction électrochimique, à partir d'une source d'énergie propre, non fossile. A cet effet,l'utilisation, au Québec, de l'énergie hydroélectrique apparaît attrayante. Cependant, nous proposons uneapproche qui serait plus versatile et encore moins susceptible d'avoir un impact sur l'environnement en utilisantune pile solaire électrochimique. Qui plus est, nous mettrons à profit la spécificité des catalyseurs développéspour augmenter les rendements globaux de la réaction. Dans ce projet, nous développerons une nouvelle pilesolaire électrochimique intégrant plusieurs fonctionnalités pour la conversion du CO2 en carburantsrenouvelables et produits chimiques utilisables en pétrochimie. Pour ce faire, nous utiliserons des surfacessemiconductrices qui seront partiellement modifiées en surface par un électrocatalyseur métalliquenanométrique efficace pour la réduction du CO2 et sur lequel seront greffé des amines pouvant interagirsélectivement avec le CO2.English Version:The necessity for the development of new materials is the unceasing requirement for high energy conversionefficiencies for fuel cells, batteries, electrolyser and industrial chemical synthesis applications in Canada. Theproject proposed herein aims at developing enabling technologies for the production of renewable andsustainable energy that will permit the production of electricity from solar energy and utilization of this energyto minimize the damageable effect of carbon dioxide (green house effect). This study will permit to makeselective and effective catalytic materials for the reduction of CO2, thus considering the electrochemicalreduction from a non fossil, clean energy source. To this effect, the utilization, in Quebec, of hydroelectricityseems attractive. However, we are proposing an approach more versatile and less susceptible to have an impactto the environment by using an electrochemical solar cell. We will take advantage of the specificity of thecatalysts developed to increase the overall yield of the reaction. In this project we will develop a newelectrochemical solar cell integrating different functionalities to the conversion of CO2 into renewable fuelsand valuable chemical products. The core technology of this concept is the use of semiconductor surfaces thatwill be partially modified by nanometric metal catalyst, efficient for CO2 reduction and on which surfacesamines that react selectively with CO2 will be grafted.