Avec le besoin toujours plus croissant de systèmes électrochimiques nécessaires afin de stocker les énergies renouvelables, le contrôle des interfaces électrochimiques qui sont au cœur de ces systèmes devient de plus en plus crucial. Cependant, des décennies de développement et d’études fondamentales menées sur les transferts complexes d’ions et d’électrons à ces interfaces solides/solides ou solides/liquides n’ont pas encore permis d’énoncer des règles propres régissant la cinétique de ces échanges afin de les améliorer.
Ainsi, la célèbre comparaison de Pauli « God made the bulk, the surface was created by the evil » reste d’actualité, comme illustré par les progrès incessants, durant ces dernières décennies, des performances des batteries Li-ion qui sont gouvernées par des échanges ions/électrons de cœur alors que les progrès dans le développement des électrolyseurs ou piles à combustibles, systèmes gouvernés par des échanges de surface, restent relativement lents.
Dans ce séminaire, nous avons commencé par définir ce que sont les effets électrocatalytiques aux interfaces solides/liquides et avons donné des exemples variés de leur application dans les systèmes de stockage ou de conversion de l’énergie. Nous nous sommes ensuite focalisés sur une réaction cruciale qui est au cœur d’un nombre important de ces systèmes électrochimiques : la réaction d’oxydation de l’eau et de dégagement de l’oxygène.
En suivant l’évolution dans le temps des différents développements réalisés dans ce domaine, nous nous sommes ensuite efforcés de donner une vision globale des recherches effectuées et de leur débouchés en terme de design de nouveaux électrocatalyseurs.
Pour cela, nous avons explicité les forces des différentes approches expérimentales et théoriques utilisées, mais aussi leurs faiblesses. En comparant les échanges ioniques et électroniques se déroulant à ces interfaces solides/liquides aux différents processus biologiques permettant la photosynthèse d’oxygène, nous avons donné, enfin, des pistes de développement futur qui nécessiteront une discussion toujours plus importante entre des domaines jusque-là jugés antinomiques, comme l’électrocatalyse homogène et hétérogène.
