HOTSHOT : Production d'HydrOgène verT à partir de biomaSse lignocellulosique par voie pHotOcatalyTique

Production of green hydrogen from lignocellulosic biomass by photocatalytic procedures

• Auteur / Autrice : Khadija Mzibri
• Direction : Gwladys Pourceau, Frédéric Sauvage
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie-Chimie Organique - Sucrochimie-25DCH6
• Date : Inscription en doctorat le 30/09/2024
• Etablissement(s) : Amiens
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences, Technologie, Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LG2A - Laboratoire de Glycochimie des Antimicrobiens et des Agro-Ressources

Mots clés

Mots clés libres

Valorisation de la biomasse

Hydrogène vert

Photocatalyse

Photocatalysis

Biomass valorization

Green hydrogen

Résumé

La valorisation de la biomasse lignocellulosique, abondante et renouvelable, en molécules utilisables dans le domaine de l'énergie est une des clés qui permettrait d'aboutir à une transition énergétique plus verte et vertueuse. La filière hydrogène ouvre des perspectives importantes pour la décarbonation de notre modèle énergétique et économique mais elle repose principalement sur de l'hydrogène gris, issu du reformage du méthane, un processus générateur de CO2 fossile et couteux énergétiquement. Le craquage de l'eau assisté par la lumière du soleil est en revanche considéré comme l'une des voies renouvelables les plus prometteuses mais son efficacité est généralement limitée pour des raisons cinétiques, contournées au moyen de donneurs d'électrons sacrificiels, issus de ressources non renouvelables. L'objectif de la thèse est d'utiliser des sucres libres issus de la biomasse végétale non exploitée actuellement, afin de lever ces verrous tout en générant directement de l'H2 à partir de ces molécules organiques par « photo-reforming ». Basés sur des résultats récents, les objectifs de la thèse proposée seront de 1/ synthétiser et caractériser des photocatalyseurs efficaces et stables, 2/ tester leur efficacité dans la réaction de « photoreforming » de sucres modèles, et donc leur capacité à transformer, sous lumière solaire, ces molécules organiques en H2, 3/ comprendre les mécanismes photo-induits et enfin 4/ adapter la méthodologie développée à des biomasses brutes disponibles en Région Hauts-de-France.

The valorization of lignocellulosic biomass, abundant and renewable, into molecules that can be used in the field of energy is one of the keys to achieving a greener and more virtuous energy transition. The hydrogen sector opens up significant prospects for the decarbonization of our energy and economic model, but it is mainly based on grey hydrogen, resulting from the reforming of methane, a process that generates fossil CO2 and is expensive in terms of energy. Sunlight-assisted water splitting, on the other hand, is considered as one of the most promising renewable pathways, but its efficiency is generally limited for kinetic reasons, circumvented by means of sacrificial electron donors from non-renewable resources. The objective of HOTSHOT is to use free sugars from currently unexploited plant biomass, in order to remove these obstacles while directly generating H2 from these organic molecules by “photo-reforming”. Based on recent results, the objectives of the proposed thesis will be to 1/ synthesize and characterize efficient and stable photocatalysts, 2/ test their efficency in the “photoreforming” reaction of model sugars, and therefore their ability to transform, under solar light, these organic molecules in H2, 3/ understand photo-induced mechanisms and finally 4/ adapt the methodology to raw biomasses available in the Hauts-de-France Region.