Séance de cours

Photocatalyse assistée par semi-conducteur

Graph Chat

Chattez avec Graph Search

Posez n’importe quelle question sur les cours, conférences, exercices, recherches, actualités, etc. de l’EPFL ou essayez les exemples de questions ci-dessous.

AVERTISSEMENT : Le chatbot Graph n'est pas programmé pour fournir des réponses explicites ou catégoriques à vos questions. Il transforme plutôt vos questions en demandes API qui sont distribuées aux différents services informatiques officiellement administrés par l'EPFL. Son but est uniquement de collecter et de recommander des références pertinentes à des contenus que vous pouvez explorer pour vous aider à répondre à vos questions.

Description

Cette séance de cours porte sur les principes et les applications de la photocatalyse assistée par semi-conducteur pour le fractionnement de l'eau et l'assainissement de la pollution. Les sujets abordés comprennent la production photoélectrochimique d'hydrogène, les convertisseurs en tandem Z et les processus d'oxydation avancés. L'instructeur discute de l'utilisation de matériaux semi-conducteurs comme le TiO2 et le WO3 dans la décontamination photocatalytique de l'eau, la superhydrophilicité, les surfaces autonettoyantes, la purification de l'air intérieur et l'activité biocide photocatalytique.

Source officielle

Concepts associés (32)

Craquage de l'eau par photocatalyse

Le craquage de l'eau par photocatalyse est l'utilisation de photons suffisamment énergétiques pour craquer les molécules d'eau en les clivant de manière électrochimique afin de produire hydrogène et oxygène , selon une réaction chimique qui s'écrit simplement : 2 + 4 hν ⟶ 2 + , l'énergie minimale des photons incidents étant . Une telle réaction a été décrite pour la première fois en 1972 pour des longueurs d'onde inférieures à .

Cellule photoélectrochimique

Une cellule photoélectrochimique utilise la lumière et des réactions chimiques pour produire de l'électricité. C'est un composant électronique qui, exposé à la lumière (photon), décompose l'eau en oxygène et hydrogène. On peut ensuite utiliser cet hydrogène dans des piles à combustible ou des moteurs à hydrogène. Une telle cellule photoélectrochimique est formée d'une électrode photosensible immergée dans un électrolyte ou dans de l'eau.

Photocatalyse

En chimie, la photocatalyse est l'accélération d'une photoréaction en présence de catalyseur. alt=Schéma présentant le principe de la photocatalyse.|vignette|Schéma présentant le principe de la photocatalyse. Le principe de la photocatalyse repose sur l’activation d’un semi-conducteur par la lumière. Le semi-conducteur est considéré comme un catalyseur. Son principe est proche de la catalyse hétérogène où la réaction d'oxydoréduction se passe à la surface du catalyseur.

Craquage de l'eau

Le craquage de l'eau est un processus aboutissant à la dissociation de l'hydrogène et de l'oxygène de l'eau, atomes composant la molécule d'eau , par thermolyse, électrolyse ou radiolyse. La réaction thermochimique commence à haute température (entre ) pour devenir complète vers . Le bilan de la décomposition d'une molécule d'eau ci-après : H2O → H2 + O2 s'établit comme suit, pour une mole d'eau : comme la molécule d'eau H2O est constituée de deux liaisons O-H dont chacune a une énergie molaire de , leur rupture absorbe ; la recomposition des molécules de dihydrogène gazeux produit un apport d'énergie : 2 H → H2 + ; la recomposition du dioxygène libère quant à elle : 2 O → O2 + , soit par mole d'eau initiale.

Production d'hydrogène

La production d'hydrogène, ou plus exactement de dihydrogène, est en grande majorité réalisée par extraction chimique depuis des combustibles fossiles, principalement du méthane, du charbon et de coupes pétrolières. La production de dihydrogène par cette voie présente l'avantage d'un coût compétitif, mais l'inconvénient d'être à l'origine d'émissions de non biogénique, qui dépassent généralement dix kilogrammes de par kilogramme d'hydrogène produit.

Afficher plus

Séances de cours associées (64)

Dispositifs solaires: de la séparation de l'eau à la dissociation de l'eau

Explore les dispositifs de combustible solaire, du fractionnement de l'eau à la dissociation de l'eau, couvrant la production d'hydrogène renouvelable, la production de méthane et la ventilation des coûts de production d'hydrogène photoélectrochimique.

Semi-conducteurs à oxyde métallique pour combustibles solaires

Se transforme en semi-conducteurs à oxyde métallique pour la production de combustible solaire, mettant l'accent sur la dynamique des porteurs et la spectroscopie d'impédance.

Semi-conducteurs intrinsèques: génération thermique et concentration de porteurs

Couvre les semi-conducteurs intrinsèques, en se concentrant sur les calculs de génération thermique et de concentration de porteurs.

Production d'hydrogène solaire: défis et progrès

Explore la vision de l'hydrogène pour parvenir à la neutralité carbone d'ici 2050 et les progrès de pointe dans la production d'hydrogène solaire.

Photocatalyse : fractionnement de l'eau et combustibles solaires

Explore les protocoles de photocatalyse hétérogène, en mettant l'accent sur les rapports normalisés pour améliorer l'efficacité et la reproductibilité de la production de combustibles solaires.

Afficher plus

Concepts associés (32)

Craquage de l'eau par photocatalyse

Cellule photoélectrochimique

Photocatalyse

Craquage de l'eau

Production d'hydrogène

Afficher plus