Tailoring the Local Electrocatalytic Environment through Molecular Design
Résumé
Il est essentiel de comprendre et de contrôler avec précision l'environnement local des électrocatalyseurs pour ajuster la cinétique des réactions, la sélectivité et les voies mécanistiques. Dans cette présentation, je présenterai les travaux récents de mon groupe sur la réduction électrocatalytique du dioxyde de carbone (CO₂), couvrant à la fois les systèmes moléculaires homogènes et les plateformes interfaciales. Sur le plan moléculaire, j'aborderai le rôle important et sous-estimé de la spéciation en solution des métalloporphyrines, une classe de catalyseurs largement étudiée, dans l'optimisation des performances et l'établissement de références fiables. Je mettrai également en avant nos efforts pour adapter synthétiquement la deuxième sphère de coordination (SCS) des porphyrines de fer. Des études systématiques sur des analogues fonctionnalisés par SCS ont mis en évidence des tendances prévisibles dans les paramètres thermochimiques et ont élucidé les relations structure-fonction qui régissent les vitesses catalytiques, la sélectivité des produits et les voies mécanistiques. Passant à l'électrocatalyse hétérogène, je présenterai nos travaux en cours sur la fonctionnalisation des électrodes métalliques avec des monocouches auto-assemblées (SAM). Cette stratégie permet un contrôle au niveau moléculaire de l'environnement réactionnel local à l'interface électrode-électrolyte. Nous utilisons des techniques électrochimiques, spectroscopiques et acoustiques pour étudier la formation et le comportement dynamique des SAM sous des potentiels appliqués, ce qui nous permet de mieux comprendre ces systèmes interfaciaux complexes. Ensemble, ces études contribuent à élargir les connaissances sur la manière dont l'environnement réactionnel local peut être conçu et manipulé afin d'ouvrir de nouvelles voies pour la transformation de petites molécules.
Bio
Eva Nichols est professeure adjointe au département de chimie de University of British Columbia. Dre Nichols a obtenu son baccalauréat en chimie à Caltech et son doctorat à Berkeley, puis a été boursière postdoctorale du NIH à l'Université Yale. Mme Nichols est titulaire d'une chaire de recherche du Canada de niveau II en électrocatalyseurs moléculaires et interfaciaux et a été reconnue comme chercheuse Scialog en science des émissions négatives et comme chercheuse mondiale Azrieli du CIFAR. Les recherches du groupe Nichols combinent la synthèse moléculaire, l'électrochimie et la spectroscopie operando afin de mettre au point des électrocatalyseurs moléculaires et matériels pour la conversion des oxydes de carbone en produits plus valorisables.