TABLE DES MATIÈRES
I. Introduction générale 1
Références bibliographiques 9
II. Techniques et procédures expérimentales 12
II.1 Préparation de monocristaux de Cu et d’alliages AuxCuy 12
II.2 Traitement des électrodes de Cu et AuxCuy 12 II.3 Mesures électrochimiques 13
II.3.1 La technique de voltampérométrie cyclique 13 II.3.2 Conditions expérimentales pour l’électropolymérisation
de l’aniline 15
II.3.3 Conditions expérimentales pour l’incorporation de cuivre
dans PANI 16
II.3.4 Conditions expérimentales pour l’électropolymérisation
du 3,4-éthylènedioxythiophène 16 II.3.5 Conditions expérimentales pour l’incorporation de cuivre
dans PEDOT 17
II.3.6 Procédure d’électrolyse de CO2 18
II.3.7 Procédure d’électrolyse de NO3-
19 II.4 Spectroscopie Infra-rouge à transformée de Fourier 20
II.5 Techniques chromatographiques 23
II.5.1 Chromatographie ionique 23
II.5.2 Chromatographie en phase gazeuse 25 II.6 Spectroscopie des électrons Auger 28 Références bibliographiques 30
III. Activité d’électrodes de cuivre, d’or et d’alliages or-cuivre
pour l’électroréduction du dioxyde de carbone 31
III.1 Introduction 31
III.1.1 État de la question 31
Électroréduction du CO2 en milieu aqueux sur des surfaces
monométalliques 31 Électroréduction du CO2 en milieu aqueux sur des surfaces
bimétalliques 41 Électroréduction du CO2 en milieu non aqueux 42
III.1.2 Stratégie du travail de recherche 44
III.2 Étude de l’activité d’électrodes de cuivre pour l’électroréduction
du CO2 45
III.2.1 Étude du comportement électrochimique du cuivre en
présence de CO2 46
III.2.2 Étude de l’interface électrode|solution par FTIR 52
III.2.3 Étude de la sélectivité 57
Influence de la nature de l’électrolyte 59 Influence du potentiel 61 Influence de l’arrangement atomique de la surface 63 III.3 Étude de l’activité d’électrodes or-cuivre pour l’électroréduction
du CO2 66
III.3.1 Préparation d’alliages AuxCuy 66 III.3.2 Étude du comportement électrochimique de Au et des
alliages AuxCuy en absence de CO2 70 III.3.3 Étude du comportement électrochimique de Au et des
alliages AuxCuy en présence de CO2 73 III.3.4 Étude de l’interface électrode|solution par FTIR 77
III.3.5 Étude de la sélectivité 78
Effet de l’électroréduction du CO2 sur la composition de
surface 79 Influence de l’orientation cristalline sur la sélectivité d’une
surface de Au 80
Influence de la composition de la surface de l’électrode 81 III.4 Efficacité des électrodes Cu, Au et AuxCuy pour
l’électroréduction du CO2 83
III.5 Conclusion 92
Références bibliographiques 97
IV. Activité d’électrodes massives de cuivre et de dispersions de cuivre pour l’électroréduction de l’ion
nitrate 102
IV.1 Introduction 102
IV.1.1 État de la question 102
IV.1.2 Stratégie du travail de recherche 109 IV.2 Étude de l’activité d’électrodes massives de cuivre pour
l’électroréduction de NO3-
112 IV.2.1 Électroréduction de NO3-
en milieu acide 112
Comportement électrochimique de l’électrode polycristalline de cuivre en présence de NO3-
112 Comportement électrochimique de l’électrode monocristalline
Cu (111) en présence de NO3-
119 Électrolyses sur cuivre polycristallin 120
IV.2.2 Électroréduction de NO3-
en milieu neutre 123 Comportement électrochimique de l’électrode polycristalline
de cuivre en présence de NO3-
123 Comportement électrochimique de l’électrode monocristalline
Cu (111) en présence de NO3-
128 Électrolyses sur cuivre polycristallin 130
IV.3 Modification d’une électrode par un film conducteur et
incorporation de Cu 133
IV.3.1 État de la question 133
La polyaniline 133
Le poly-3,4-éthylènedioxythiophène 138 IV.3.2 Électroformation d’un film de polyaniline et incorporation de
Cu 140 IV.3.3 Électroformation d’un film de poly-3,4-
éthylènedioxythiophène et incorporation de Cu 145 IV.4 Étude de l’activité de particules de Cu incorporées dans un
polymère pour l’électroréduction de NO3-
148
IV.4.1 Électrodes Cu/PANI/Au 148
Comportement électrochimique des électrodes Cu /PANI/Au en absence de NO3-
148 Comportement électrochimique des électrodes Cu /PANI/Au
en présence de NO3-
149
IV.4.2 Électrodes Cu/PEDOT/Pt 153
Comportement électrochimique des électrodes Cu /PEDOT/Pt en absence de NO3-
154 Comportement électrochimique des électrodes Cu /PEDOT/Pt
en présence de NO3-
155
IV.5 Conclusion 158
Références bibliographiques 164
V. Conclusions générales et perspectives 167 Références bibliographiques 170
