Photosynthèse artificielle : catalyseurs moléculaires pour l'activation de petites molécules

La crise énergétique et climatique actuelle nécessite des solutions durables pour remplacer les combustibles fossiles. Les réactions d'évolution (OER) et de réduction de l'oxygène (ORR), essentielles dans les piles à combustible et électrolyseurs, souffrent d'une cinétique lente. Inspirés par les systèmes biologiques, cette thèse se concentre sur les catalyseurs à base de porphyrine et de récif corallien, explorant comment certaines caractéristiques structurelles peuvent améliorer l'efficacité catalytique, dans le but d'approfondir notre compréhension des mécanismes de l'ORR et de l'OER.La première partie porte sur des porphyrines de fer mononucléaires modifiées pour intégrer un canal hydrogène, améliorant leur activité catalytique. Lesintermédiaires réactionnels ont été caractérisés par spectroscopies UV-visible, rRaman et EPR.La deuxième partie s'inspire du PSII, avec une porphyrine de manganèse fonctionnalisée par des groupes imidazole-phénol, mimant un relais électronique. Sa réactivité pour l'OER et l'ORR a été étudiée.Enfin, un complexe bimétallique de manganèse, doté d'une seconde sphère de coordination contrôlée, a été évalué pour ces réactions. Ces travaux éclairent les mécanismes catalytiques et guident la conception de nouveaux catalyseurs pour les énergies propres.