Nouveaux matériaux et procédés pour la photoconversion du méthane et de petites molécules dans des conditions douces

New Materials and Processes for Photoconversion of Methane and Small Molecules at Mild Conditions

• Auteur / Autrice : Yinghao Wang
• Direction : Andrei Khodakov
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie theorique, physique, analytique - UCCS
• Date : Inscription en doctorat le 08/11/2022
• Etablissement(s) : Centrale Lille Institut
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : UCCS - Unité de Catalyse et Chimie du Solide
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : CATSUSCHEM

Mots clés

Mots clés libres

Photoconversion

Boucle chimique

Polyoxométalate

Dioxyde de titane

Activation du méthane

Dihydroxylation des oléfines légères

Photoconversion

Chemical looping

Polyoxometalate

Titania

Methane activation

Light olefins dihydroxylation

Résumé

La conversion chimique directe du méthane en produits chimiques et carburants est un formidable défi pour la science moderne. Le méthane provient de matières premières renouvelables et fossiles telles que le biogaz, le gaz naturel, le gaz de charbon, le gaz de schiste et les clathrates océaniques. Les émissions de méthane sont une source majeure du réchauffement de la planète et de l'effet de serre. Le méthane est une molécule très stable. Il ne possède aucun groupe fonctionnel et l'enthalpie de la liaison C-H est très élevée. Le méthane est inerte par rapport à l'attaque acide et il a une affinité protonique et une acidité très faibles. Ce projet de thèse vise à développer une nouvelle stratégie la photochimie pour le couplage du méthane à température ambiante pour la synthèse continue d'hydrocarbures légers à partir du méthane sous irradiation de lumière visible. Une photo-électro-cellule sera conçue, testée et optimisée pour le couplage du méthane.

Direct chemical conversion of methane to value-added chemicals and fuels is a formidable challenge for modern science. Methane comes from both renewable and fossil feedstocks such as biogas, natural gas, coal gas, shale gas and ocean clathrates. Methane emission is a major source of the global warming and greenhouse effect. Methane is a highly stable molecule. It has no functional groups and a very high C–H bond enthalpy. Methane is inert relative to the acid attack and it has very low proton affinity and acidity. The PhD project aims at developing a new strategy based photochemistry for methane coupling at ambient temperature for continuous synthesis of light hydrocarbons from methane under visible light irradiation. A photo-electro-cell will be designed, tested and optimized for methane coupling.