Produire un carburant à partir d’eau et de lumière solaire peut sembler utopique, mais c’est en réalité possible. Malheureusement, les applications pratiques sont freinées par notre compréhension limitée des processus photochimiques. Cette équipe s’appuiera sur un centre de calcul régional situé au Rwanda, soutenu par l’EPFL, pour simuler avec précision la dynamique des processus chimiques ; un moyen efficace d’étudier cette réaction complexe et de faire de ce rêve une réalité !
Mots-clés : Énergie verte, Photocatalyse, Simulations quantiques
Steve Ndengué
Il est maître de conférences dans la section de physique de la matière condensée de l’Institut est-africain de recherche fondamentale, un institut partenaire de catégorie 2 du CIPT de l’UNESCO.
Nicola Marzari
Nicola Marzari est titulaire de la chaire de théorie et de simulation des matériaux à l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne, où il est également directeur du Centre national MARVEL.
Projet de recherche
La dissociation photocatalytique de l’eau offre un potentiel pour la production d’énergie propre et durable. Les efforts visant à trouver des catalyseurs optimaux sont toutefois entravés par notre compréhension limitée des processus électroniques d’absorption, de diffusion et de recombinaison, dans lesquels les électrons et les trous photoexcités entraînent les réactions d’oxydoréduction.
Dans ce projet, nous développerons une approche nouvelle pour étudier la dynamique de photodissociation en intégrant la dynamique quantique de molécules individuelles dans un traitement multi-échelle du milieu environnant.
Cela permettra de simuler la dynamique du processus avec précision mais aussi de refléter la complexité des interfaces, une approche qui peut ensuite être étendue à de nombreux autres processus photochimiques. Le projet impliquera des chercheurs de l’ICTP-East African Institute for Fundamental Research, institut nouvellement créé à Kigali, au Rwanda et de l’EPFL à Lausanne, en Suisse. Au cours du projet, cinq scientifiques juniors et les deux chercheurs seniors lanceront une collaboration à long terme dans un domaine d’une grande pertinence scientifique et d’un grand potentiel économique.
Publications / Actualités scientifiques
Stojkovic M, Linscott E, and Marzari N, Predicting the suitability of photocatalysts for water splitting using Koopmans spectral functionals: The case of TiO2 polymorphs, arXiv preprint arXiv:2412.17488, (2024)
Stojkovic M and Pasti I. A, Strain Engineering for Tuning the Photocatalytic Activity of Metal-Organic Frameworks – Theoretical Study of UiO-66 Case, Catalysis 11 (2), 264 (2021)
Participation du prof. Marzari à l’African Materials Research Society (AfricanMRS) Conference 2024 in
Rwanda from 16 to 19 December.
Le projet a été présenté à la 7e African School for Electronic Structure Methods and Applications (ASESMA 2023).
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