Doctorant (h/f) : étude de catalyseurs bimétalliques supportés sans platine pour une réaction de déshydrogénation d’un vecteur d'hydrogène organique liquide (lohc)

Informations générales

Intitulé de l'offre : Doctorant (H/F) : Étude de catalyseurs bimétalliques supportés sans platine pour une réaction de déshydrogénation d’un vecteur d'hydrogène organique liquide (LOHC)
Référence : UMR7285-CATESP-003
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : POITIERS
Date de publication : mercredi 30 avril 2025
Type de contrat : CDD Doctorant
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2025
Quotité de travail : Complet
Rémunération : La rémunération est d'un minimum de 2200,00 € mensuel
Section(s) CN : 14 - Chimie de coordination, catalyse et procédés, interfaces

Description du sujet de thèse

Généralement, les catalyseurs à base de métaux nobles sont utilisés pour catalyser les réactions d'hydrogénation/déshydrogénation (HYD/DH) en raison de leur activité catalytique et sélectivité élevées. Cependant, leur coût élevé et leur rareté limitent leur utilisation à grande échelle dans des domaines d'application pourtant considérés comme essentiels pour répondre aux défis scientifiques actuels. C'est le cas de la technologie très prometteuse de stockage de l'hydrogène par vecteurs organiques liquides d'hydrogène (LOHC), basée sur des cycles HYD/DH réversibles catalysés et présentant l'avantage de transporter et de distribuer l'hydrogène via les infrastructures existantes pour les combustibles fossiles [1-3].
Les catalyseurs Pt/Al2O3 sont les plus largement utilisés pour les réactions DH en raison de la forte capacité du platine à activer les liaisons C-H et de la capacité du support alumine à disperser les sites actifs métalliques. Les nanoparticules supportées à base de métal non noble, tel que le nickel, peuvent constituer de bons substituts aux catalyseurs à base de platine si leur conception permet (i) une dispersion optimale de la phase métallique sur le support et (ii) une résistance au phénomène d'agglomération au cours du temps de réaction, deux aspects généralement difficiles à atteindre avec ce type de métal mais essentiels pour obtenir une activité et une stabilité suffisantes.
L'objectif de cette thèse, réalisée dans le cadre du projet ANR « INSIDE-Nano », est d'évaluer des catalyseurs Ni et Ni-M/SiO₂ (M=Zn, Sn ou Cu) de différentes compositions pour la réaction de DH du méthylcyclohexane (MCH) impliquée dans le système LOHC MCH/TOL (TOL = toluène). Une grande partie des catalyseurs sera synthétisée par une méthode sol-gel en une étape par le partenaire CRPP (Centre de Recherche Paul Pascal à Bordeaux). Le doctorant aura en charge la synthèse de catalyseurs par voie conventionnelle, la caractérisation de l’ensemble des catalyseurs et l’évaluation de leurs performances en réaction de déshydrogénation.
Le doctorant aura accès à tous les outils expérimentaux nécessaires à la préparation, l'activation, la caractérisation et l'évaluation des performances catalytiques des catalyseurs hétérogènes au sein de l'équipe SAMCat et de la plateforme de caractérisation PLATINA de l'IC2MP.

[1]. Aakko-Saksa et al., Review article, Journal of Power Sources, 396 (2018) 803. DOI: 10.1016/ur.2018.04.011
[2]. Modisha et al., Energy Fuels, 33 (2019) 2778. DOI: 10.1021/fuels.9b00296
[3] M-J. Zhou et al., Review article, Adv. Mater., 36 (2024), 2311355. DOI: 10.1002/adma.202311355

Contexte de travail

Contexte :
Le(la) doctorant(e) travaillera à Poitiers, au sein de l'Institut de Chimie des Milieux et Matériaux de Poitiers (IC2MP, UMR 7285 CNRS-Université de Poitiers https:///) dans l'équipe SAMCAT. Cette équipe de recherche est spécialisée dans le développement de matériaux catalytiques et électrocatalytiques pour des applications dans les domaines de l'énergie, de l'environnement et de la chimie fine. Cet institut dispose de tous les moyens et outils analytiques nécessaires pour mener à bien cette étude relevant d’une collaboration ANR avec le CRPP et le LAGEPP (Laboratoire d'Automatique, de Génie des Procédés et de Génie Pharmaceutique de Lyon).
Profil recherché :
Des compétences en synthèse, caractérisation et évaluations des performances catalytiques de nanomatériaux catalytiques sont requises. Une expérience en catalyse hétérogène et en tests catalytiques en phase gazeuse serait un plus. Le(la) candidat(e) devra faire preuve de curiosité scientifique, d'initiative et d'une forte capacité à présenter et analyser les résultats à l'écrit et à l'oral sachant que cette thèse s'inscrit dans un projet de collaboration ANR où des échanges réguliers sont prévus entre les trois partenaires impliqués.