MODELGUIDE

La conversion solaire du CO2 en carburants est une solution pragmatique pour la transition énergétique et le développement bas carbone. Un inconvénient majeur pour le développement ultérieur est la très faible solubilité du CO2 dans l’eau, qui limite le photocourant, et donc la performance photoélectrochimique. Nous développons un nouveau prototype d’électrode, le photocathode de diffusion de gaz, qui surmonte cette limitation. Il est basé sur un substrat de silicium combinant des réseaux mélangés de micropillaires de silicium décorés avec des nanoélectrocatalyseurs bimétalliques de pointe et des trous traversants pour l’injection directe et la diffusion de CO2 au cœur de la photocathode.

Dans ce contexte, le projet MODELGUIDE est dédié à la modélisation générale, au niveau micropillaire, des principaux processus impliqués dans la réduction photoélectrochimique du CO2, c.-à-d. (i) la génération du photocarrier, (ii) la collecte sélective par les nanoparticules du catalyseur, et (iii) transfert de charge électrochimique au CO2 en fonction de ses profils de diffusion. L’objectif de la modélisation est d’optimiser ce nouveau type de photoélectrode et ses performances photoélectrochimiques. Trois laboratoires uniront leurs efforts pour proposer une approche multidisciplinaire combinant des simulations électriques (GeePs-Saclay ) et électrochimiques (TAE-Murcia) en utilisant Atlas-Silvaco pour (i) et (ii) et Comsol pour (iii), ainsi qu’un travail expérimental (ICMPE-Thiais). Le postdoctorant partagera son temps entre le GeePs et l’ICMPE et travaillera à distance avec TAE.