Contact : Clémence Badie
Dans le contexte de la transition écologique, améliorer l’efficacité de réactions électrochimiques comme l’électrolyse de l’eau, la réduction de l’azote et du CO2 est d’un grand intérêt car elles permettent de produire de l’hydrogène et de l’ammoniac « verts » ainsi que de convertir un gaz à effet de serre en petites molécules organiques. Il est également nécessaire de trouver des alternatives aux métaux nobles, électrocatalyseurs les plus performants dans le temps, mais sur la liste des éléments critiques. Enfin, pour maximiser le ratio quantité de matière/efficacité, la synthèse de films minces est un point de levier supplémentaire. C’est pour cela que nous utilisons la technique de dépôt couche par couche (Atomic layer deposition, ALD) qui permet un contrôle précis de l’épaisseur (nm) du film même sur des substrats complexes. Cela est possible grâce à l’injection séquentielle des précurseurs réagissant avec la surface du substrat, séparées par des purges pour éviter qu’ils ne réagissent entre eux (voir figure ci-dessous). Nous allons notamment nous intéresser au dépôts d’oxynitriures et de nitrures de métaux de transition (TMONs, TMNs) mono et pluri-élémentaires et étudier les relations matériau/propriétés électrocatalytiques.
Figure : Représentation schématique d’un cycle ALD (gauche) et d’une cellule électrochimique avec un zoom sur l’électrode de travail (droite) : couche ALD d’un nitrure mono et pluri-élémentaire pour la réduction du proton (HER).