Benjamin LOUIS
Systèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l'Énergie et la Santé (SyMMES)
Equipe CAMPE
UMR 5819
CEA - CNRS - UGA - Grenoble-INP
Ce travail explore le potentiel des dérivés de l’heptazine pour la conception de nouveaux catalyseurs moléculaires homogènes de réduction électrochimique du CO2 (eCO2RR). Quatre ligands bidentates à base d’heptazine (Hept-Py, Hept-NHPy, Hept-Pz, Hept-SH) ont été synthétisés grâce à des stratégies de fonctionnalisation originales, puis coordonnés à différents métaux de transition : Re(I), Mn(I),Co(II), et Co(III). L’ensemble des ligands et des complexes monométalliques obtenus a été caractérisé par des méthodes physico-chimiques et des calculs de chimie théorique, afin de renforcer les connaissances relatives à la chimie des heptazines. Il en ressort que le motif heptazine influence fortement les propriétés électroniques (optiques et électrochimiques) de ces systèmes, notamment en modulant l’énergie et la nature des orbitales LUMO. Les complexes de rhénium ont été évalués en tant qu’électro-catalyseurs pour la eCO2RR et présentent une activité intéressante, modulée en fonction de la nature du ligand et de la source de protons, bien que les efficacités faradiques (FE) restent modestes. Le complexe [Re(Hept-NHPy)(CO)3Br] atteint néanmoins une FECO de 39 %. Ces résultats confirment le potentiel des ligands heptazines comme nouvelles plateformes modulables pour la eCO2RR, tout en soulignant la nécessité d’optimiser leur environnement électronique et leur stabilité afin de concevoir des systèmes plus sélectifs et performants.