La chimie numérique pour identifier un photocatalysateur d’hydrogène

Espagne

Espagne | Science de la matière : matériaux, physique, chimie, optique
12 avril 2018

Des chercheurs de l’institut IQTCUB de l’Université de Barcelone ont créé des modèles numériques de nanoparticules d’oxyde de titane. Cette avancée sera utile dans la quête d’un catalyseur qui permettra la scission de l’eau et de générer de l’hydrogène, l’un des carburants du futur.

L’oxyde de titane (TiO2) est un composé qui présente des propriétés de photocatalyse uniques et qui trouve son application dans de nombreux domaines technologiques. L’une de ses qualités principales réside dans sa capacité à photocatalyser la scission de la molécule d’eau afin d’obtenir respectivement une molécule d’hydrogène et une molécule d’oxygène. L’hydrogène est potentiellement le carburant le plus propre dont on pourrait disposer afin de répondre à l’enjeu écologique actuel qui consiste à atteindre un processus propre qui permettra de délaisser l’utilisation de carburants fossiles.

Les membres du projet COMPHOCAT ont étudié les propriétés de cet oxyde à l’échelle nanométrique pour élaborer des modèles numériques qui reproduisent le comportement des nanoparticules utilisées dans la pratique. Certains développements sont disponibles dans The Journal of Physical Chemistry C.

Jusqu’alors l’identification de photocatalysateurs de TiO2 actifs dans le spectre des rayonnements perceptibles demeure impossible, ce qui limite ses applications concrètes. La seule option pour qu’un photocatalyseur soit opérationnel est d’altérer le composé (les nanoparticules de TiO2) pour qu’il ait les mêmes caractéristiques à la lumière visible. Elle est à l’étude depuis l’IQTCUB.

Le projet COMPHOCAT a été mené à bien à l’aide du superordinateur MareNostrum du Barcelona Supercomputing Center (BSCN-CNS) grâce à 52 millions d’heures de calcul accordées par le Partnership for Advanced Computing in Europe (PRACE).

Dans le but de poursuivre les recherches, cette même plateforme PRACE a accordé 40 millions d’heures de calcul supplémentaires à l’équipe pour le nouveau projet EXCIPHOCAT, qui permettra de caractériser les composées conçus lors de cette première phase.

Source

“Química computacional para encontrar un fotocatalizador del hidrógeno” SINC, 13/03/2018

Lien d’intérêt

"Properties of single oxygen vacancies on a realistic (TiO2)84 nanoparticle : a challenge for density functionals", The Journal of Physical Chemistry C, Jan. 2018

Rédacteurs

Cécile Malavaud – cecile.malavaud[a]diplomatie.gouv.fr

Auriane Mazeran – auriane.mazeran[a]diplomatie.gouv.fr

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