Bernardo Ballotta va présenter un séminaire intitulé : Dans quelle mesure les paramètres cinétiques sont-ils fiables dans les modèles multiphysiques d’électrolyse du CO₂ ?

Les simulations multiphysiques sont de plus en plus utilisées comme jumeaux numériques pour comprendre, concevoir et optimiser les cellules d’électrolyse du CO₂, en couplant la cinétique électrochimique au transport de matière et à la chimie de l’électrolyte. Toutefois, leur capacité prédictive dépend de manière critique des paramètres cinétiques utilisés pour décrire les réactions électrochimiques se produisant aux surfaces des électrodes. Dans cet exposé, je présenterai brièvement le rôle de la modélisation multiphysique dans l’électrolyse du CO₂ ainsi que les réseaux réactionnels généralement mis en œuvre dans les simulations en milieu continu. J’aborderai ensuite les mécanismes canoniques de la réaction de réduction du CO₂ (CO₂RR), de la réaction de dégagement d’hydrogène (HER) et de la réaction de dégagement d’oxygène (OER), avant de présenter les résultats préliminaires d’une revue de littérature en cours sur les paramètres de cinétique électrochimique actuellement utilisés dans ces modèles. En comparant les densités de courant d’échange et les coefficients de transfert de charge rapportés pour les catalyseurs à base d’Ag et d’IrO₂, je mettrai en évidence la grande variabilité observée dans la littérature et discuterai de ses implications pour la capacité prédictive des simulations multiphysiques. Enfin, j’examinerai si ces paramètres cinétiques doivent être considérés comme des propriétés intrinsèques du matériau ou comme des grandeurs effectives dépendant de l’environnement réactionnel local et des conditions opératoires.