Etude multi-échelle de l'activation de réactions catalytiques par chauffage magnétique pour le stockage des énergies renouvelables

Multi-scale approach of catalysis activated by magnetic heating for renewable energy storage

• Auteur / Autrice : Julien Marbaix
• Direction : Bruno Chaudret, Aikaterini Soulantika
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organometallique et de coordination
• Date : Soutenance le 20/09/2019
• Etablissement(s) : Toulouse, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la Matière (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-objets - Laboratoire de physique et chimie des nano-objets / LPCNO
• Jury : Président / Présidente : Philippe Serp
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bruno Chaudret, Aikaterini Soulantika, Anne-Cécile Roger, Christophe Petit, Florence Gazeau
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anne-Cécile Roger, Christophe Petit

Mots clés

Mots clés contrôlés

Énergie

Magnétisme

Catalyse

Synthèse (chimie)

Mots clés libres

Synthèse

Catalyse

Magnétisme

Energie

Synthesis

Catalysis

Magnetism

Energy

Résumé

La déplétion des énergies fossiles et l’augmentation des émissions de gaz à effet de serre nous incitent à étudier des voies alternatives de production d’énergie mais aussi de valorisation du CO2. L’activation de réactions catalytiques par chauffage magnétique permet, dans ce contexte, de répondre à ces objectifs en offrant la possibilité de stocker de manière dynamique et adaptable les énergies renouvelables intermittentes.Dans ce travail de thèse, nous avons étudié de manière multi-échelle l’activation de réactions catalytiques en travaillant d’abord sur la synthèse et la caractérisation de nano-agents chauffants afin, notamment, d’opérer le procédé à hautes températures. Dans un second temps, nous avons étudié la composition du lit catalytique afin d’optimiser les performances catalytiques du procédé de méthanation du CO2 et de maximiser son efficacité énergétique tout en évaluant son impact environnemental.

The depletion of fossil-based energy together with the increase of greenhouse gases emissions incite us to investigate alternative energy production ways and CO2 valorisation processes. In this context, magnetically induced catalysis enables us to reach these targets in an adaptive and efficient way and offers the possibility to store the excess of intermittent renewable energy production. In this PhD thesis, we study the magnetically induced catalysis through a multi-scale approach. We first focused on the synthesis and characterization of nano-heating materials that allowed operating the process at high temperatures. In a second step, we investigated the composition of the catalytic bed for CO2 methanation toward maximizing the catalytic performances and the energy efficiency of this process while evaluating its environmental impact.