Photocatalyse assistée par semi-conducteur

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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.

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https://mediaspace.epfl.ch/media/0_gkyu22r9

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Séances de cours associées (3)

Concepts associés (94)

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.

Dépollution

vignette|Des bénévoles nettoient les côtes après la catastrophe du Prestige. La dépollution désigne l'élimination des pollutions et des contaminations des milieux ambiants tels les sols, les nappes phréatiques, les sédiments ou les eaux de surface. Les enjeux de la dépollution sont souvent financiers mais aussi d'intérêt général : protection de la santé publique et de l'environnement, ou par exemple dans le cas d'un site industriel ou commercial désaffecté, la réutilisation.

Processus d'oxydation avancé

Les processus d'oxydation avancés (abréviation POA), au sens large, sont un ensemble de procédures de traitement physicochimique conçues pour détruire des matières organiques (et parfois inorganiques) en suspension ou en solution dans l'eau d'effluents domestiques, urbains ou industriels, par oxydation via des réactions avec des radicaux hydroxyle (HO).

Électrolyse de l'eau

L'électrolyse de l'eau est un procédé électrolytique qui décompose l'eau (HO) en dioxygène et dihydrogène gazeux grâce à un courant électrique. La cellule électrolytique est constituée de deux électrodes immergées dans un électrolyte (ici l'eau elle-même) et connectées aux pôles opposés de la source de courant continu. vignette|Schéma du voltamètre d'Hoffmann utilisé pour l'électrolyse de l'eau. vignette|Schéma fonctionnel de l’électrolyse.