Conception d’un réacteur photocatalytique à base des films d’oxyde de cuivre pour la production de l’hydrogène vert

Abstract

Ce mémoire de fin d’études s’inscrit dans la dynamique actuelle de recherche sur les énergies renouvelables et vise à contribuer à la production d’hydrogène vert, considéré comme un vecteur énergétique propre et prometteur. Le travail porte sur la conception, la réalisation et l’optimisation d’un réacteur photocatalytique innovant, capable de générer de l’hydrogène à partir d’eau et de lumière, en présence d’un catalyseur à base d’oxyde de cuivre (CuO). Le catalyseur a été élaboré selon une approche de chimie verte utilisant un extrait de feuilles de citron, puis caractérisé par différentes techniques analytiques (DRX, FTIR, MEB, UV-Vis, BET, PEC). Dont les résultats ont montré de bonnes propriétés structurales, morphologiques, optiques et photoélectrochimiques, confirmant la qualité du matériau oxyde de cuivre. Un film mince de CuO a ensuite été intégré dans un réacteur conçu sur mesure, dont le fonctionnement repose sur la photochimique de l’eau en présence d’un agent donneur d’électrons. Des tests ont été réalisés afin d’évaluer l’effet de plusieurs paramètres expérimentaux (concentration en électrolyte, masse du catalyseur, température, capteur de trous) sur l’efficacité de la photocatalyse. Les résultats expérimentaux montrent une production d’hydrogène mesurable, avec un rendement atteignant 10 %, confirmant ainsi le potentiel du système proposé pour la génération d’hydrogène vert. Ce travail ouvre ainsi des perspectives intéressantes pour le développement de dispositifs durables et performants de production d’hydrogène vert à échelle laboratoire, avec une visée d’adaptation industrielle à long terme.