Projet ANR OERKOP

Réaction de production de di-oxygène : la clé pour optimiser l’oxydation photocatalytique de l’eau – OERKOP (01/04/2023 – 31/03/2027)

Le projet ANR OERKOP vise à comprendre et à décrire les mécanismes sous-jacents à la procution de di-oxygène (oxygen evolution reaction – OER) pour des photoanodes d’hématite modifiées par un co-catalyseur, en utilisant une approche corrélée de caractérisation à l’échelle nanométrique. OERKOP propose une étude comparative entre deux matériaux archétypaux utilisés comme photoanodes : α-Fe₂O₃ et BiVO₄, tous deux activés par des catalyseurs oxyhydroxydes (M-OOH, avec M = Fe, Ni, Co, Cu, Zn). La cinétique de surface et la stabilité temporelle pendant l’oxydation seront systématiquement évaluées. Nous avons l’intention de combiner des techniques multi-échelles et multi-sélectives – la microscopie à rayons X à transmission par balayage (STXM) et la microscopie électronique à transmission par balayage (STEM). Les deux techniques utiliseront un environnement d’échantillon commun dans une cellule photoélectrochimique dédiée. Des calculs DFT complémentaires permettront de disséquer les effets complexes et de déterminer les priorités de réaction des différents sites photocatalytiques.

Fiche ANR du projet OERKOP

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Consortium

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Positions

PhD 1 : Bilal MEDDAS started his PhD thesis in January 2024 at SPEC and SOLEIL

PhD 2 : Meyssa MOCKBEL started her PhD thesis in September 2024 at SOLEIL / IPCMS

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Preliminary works and results:

• Scanning transmission X-ray spectromicroscopy: a nanotool to probe hematite nanorods for solar water splitting, Stefan Stanescu, Dana Stanescu, Adam Hitchcock
  • preprint March 2023 https://chemrxiv.org/engage/chemrxiv/articledetails/640de8d7b5d5dbe9e825c049;
  • Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 265 (2023) 147334, https://doi.org/10.1016/j.elspec.2023.147334
• Enhancement of the Solar Water Splitting Efficiency Mediated by Surface Segregation in Ti-doped Hematite Nanorods, Stanescu S, Alun T, Dappe YJ, Ihiawakrim D, Ersen O, Stanescu D.
  • preprint February 2023 https://chemrxiv.org/engage/chemrxiv/article-details/643c03bc73c6563f14fae441
  • ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, https://doi.org/10.1021/acsami.3c02131  
• Characterizing surface states in hematite nanorod photoanodes, both beneficial and detrimental to solar water splitting efficiency, Dana Stanescu, Mekan Piriyev, Victoria Villard, Cristian Mocuta, Adrien Besson, Dris Ihiawakrim, Ovidiu Ersen, Jocelyne Leroy, Sorin G. Chiuzbaian, Adam P. Hitchcock, Stefan Stanescu, J. Mater. Chem. A, 2020, 8, 20513-20530, https://doi.org/10.1039/D0TA06524B; hal-02934466

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Results dissemination during OERKOP

Highlights:

2023 : Des matériaux simples et abondants pour une énergie future propre et efficace :

Voir les pages :

• Sur le site internet du synchrotron Soleil
• Sur le site internet du CEA-Iramis

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Oral and poster presentations

• Efficient Strategies To Optimize Photoelectrochemical Activity of Hematite-based Photoanodes (poster)
  Bilal Meddas , Léon Schmidt, Jean Baptiste Boy, Karine Chaouchi, Stéphanie Blanchandin, Walid Baaziz, Yannick Dappe, Ovidiu Ersen, Ştefan Stănescu, and Dana Stănescu.
  ECATALYTIX, X-rays and electronic operando techniques for electrocatalysis – April 3-5, 2024, Strasbourg (France)
• Enhancement of the Solar Water Splitting Efficiency Mediated by Surface Segregation in Ti-doped Hematite Nanorods (oral)
  Ştefan Stănescu, Leon Schmidt , Yannick J. Dappe, Dris Ihiawakrim, W. Baaziz, Ovidiu Ersen, Dana Stănescu,
  8th International Conference on Catalysis and Chemical Engineering – February 29, 2024 | Boston, MA (USA)
• Band engineering of Earth abundant materials for efficient solar water splitting (oral)
  Ştefan Stănescu, Yannick J. Dappe, Stéphanie Blanchandin, Karine Chaouchi, Dris Ihiawakrim, Ovidiu Ersen, Dana Stănescu,
  18^th SUM2024, 18 & 19 janvier 2024, SOLEIL Synchrotron (France)
• Correlative in situ microscopy study of photoanodes used in solar water splitting applications (oral)
  Léon Schmidt, Walid Baaziz, Dana Stănescu, Ştefan Stănescu, Ovidiu Ersen,
  The 20^th International Microscopy Congress (IMC20), September 10-15, 2023, Busan (Korea)
• Correlative in situ microscopy study of photoanodes for solar water splitting (oral)
  Léon Schmidt, Walid Baaziz, Dana Stănescu, Ştefan Stănescu, Ovidiu Ersen,
  18^ème Colloque de la Société Française des Microscopies, 3 au 7 juillet 2023, Rouen (France)

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Scientific preprints and peer-review articles

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Internship and PhD thesis

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Meetings

1. Kick-off meeting: Date: 20^th of April 2023 @SPEC
2. ANR work meeting (video): 25th of January 2024

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Internship and PhD thesis

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OERKOP meetings

1. Kick-off meeting: Date: 20^th of April 2023 @SPEC
2. ANR work meeting (video): 25^th of January 2024

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