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| Rational design of non-precious transition metal-based electrocatalysts for alkaline water splitting and organic waste valorization (Conception rationnelle d'électrocatalyseurs à base de métaux de transition non précieux pour l’électrolyse de l'eau alcaline et la valorisation des déchets organiques) | ||
Tyagi, Chinkit - (2024-12-05) / Université de Rennes Rational design of non-precious transition metal-based electrocatalysts for alkaline water splitting and organic waste valorization Langue : Anglais Directeur de thèse: Fabre, Bruno; Jullien, Marie-Caroline Laboratoire : ISCR Ecole Doctorale : S3M Thématique : Chimie, minéralogie, cristallographie | ||
Mots-clés : Hydrogène , Électrocatalyse , Électrolyse de l'eau , Valorisation de la biomasse, Hydrogène (combustible), Électrocatalyse, Eau -- Électrolyse, Déchets organiques -- Recyclage Résumé : L'hydrogène est un vecteur énergétique prometteur pour remplacer les combustibles fossiles traditionnels pour les besoins énergétiques futurs. La scission électrochimique de l'eau alimentée par des énergies renouvelables offre une méthode propre et efficace pour produire de l'hydrogène sans carbone. Cependant, pour catalyser le processus endothermique de scission de l'eau, on utilise principalement des électrocatalyseurs hautement efficaces à base de métaux nobles précieux. La rareté, le coût élevé et la stabilité limitée de ces métaux ont incité à des recherches intensives sur le développement de catalyseurs alternatifs, abondants sur terre et non précieux pour parvenir à une production d'hydrogène durable et verte avec zéro émission de carbone. Cette thèse est une contribution au développement d'électrocatalyseurs à base de métaux de transition non précieux et abondants pour la production d'hydrogène vert via l’électrolyse de l'eau, en répondant aux principaux défis de coût, d'efficacité et de stabilité à long terme. Comme étude exploratoire, cette thèse présente également quelques résultats sur la valorisation électrochimique de la biomasse comme approche complémentaire de la réaction d'oxydation de l'eau pour produire des produits à haute valeur ajoutée. Globalement, les résultats de cette thèse contribuent substantiellement à l'objectif d'une économie future durable et verte basée sur l'hydrogène, et peuvent être étendus à d'autres processus énergétiques électrochimiques et applications connexes. Résumé (anglais) : Hydrogen is a promising energy carrier to replace traditional fossil fuels for future energy demands. Electrochemical water splitting powered by renewable energy offers a clean, efficient method to produce carbon-free hydrogen. However, to catalyze the endothermic water-splitting process, precious noble-metal-based highly efficient electrocatalysts are mainly used. The scarcity, high cost, and limited stability of these electrodes have prompted intensive research into developing alternative, Earth-abundant, and non-precious catalysts to achieve sustainable and green hydrogen production with zero carbon emission. This thesis contributes to the development of non-precious and abundant transition metal-based electrocatalysts for green hydrogen production via water splitting, addressing key challenges of cost, efficiency, and long-term stability. As an exploratory study, this thesis presents some results on the electrochemical biomass valorization as a complementary approach to water oxidation reaction to produce valuable products. Globally, the findings of this thesis support and substantially contribute to the goal of a sustainable and green hydrogen-based future economy, and can be extended to other electrochemical energy processes and related applications. Identifiant : rennes1-ori-wf-1-20627 | ||
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