Nouveaux développements vers la (photo)oxydation de l’eau en oxygène

Ce cours est le pendant du précédent en ce qu’il concerne la photoanode de la même cellule photoélectrochimique. Cependant, il n’existe pour l’instant que très peu de systèmes moléculaires bioinspirés (à base de métaux non nobles comme le manganèse) satisfaisants pour une photooxydation de l’eau. Les quelques exemples à base de polyoxométalate de cobalt ou de complexes tétranuclaires de manganèse (modèle chimique du site actif du photosystème II), associés à des photosensibilisateurs de type Ru(diimine)₃ sont présentés. Il en ressort que les matériaux à considérer pour l’élaboration d’une photoanode sont des matériaux solides à propriétés semi-conductrices. Le plus connu et développé est l’oxyde TiO₂ mais celui-ci n’absorbe que dans l’UV. Le spectre solaire imposant une absorption dans le visible, l’oxyde le plus étudié en ce moment est l’oxyde de fer Fe₂O₃. Ses propriétés peuvent être améliorées par : (i) dopage ; (ii) nanostructuration ; (iii) association avec un catalyseur pour optimiser l’utilisation des « trous » pour l’oxydation de l’eau. Même si l’oxyde d’iridium IrO₂ est un très bon catalyseur, celui-ci a l’inconvénient des métaux nobles (disponibilité et prix) et de nombreuses recherches portent actuellement sur les oxydes de cobalt ou les oxydes de manganèse.