PhD in Chemical Engineering: New selective activation modes in heterogeneous catalysis for the production of green hydrogen: from magnetic induction towards direct ohmic heating - Villeurbanne, France - CNRS
Description
Informations générales
Intitulé de l'offre : (H/F) Offre de doctorat en génie des procédés: Nouveaux modes d'activation sélectifs en catalyse hétérogène pour la production d'hydrogène vert : de l'induction magnétique vers le chauffage ohmique direct
Référence : UMR5128-PASFON-008
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : VILLEURBANNE
Date de publication : vendredi 31 mai 2024
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2135,00 € brut mensuel
Section(s) CN : Milieux fluides et réactifs : transports, transferts, procédés de transformation
Description du sujet de thèse
Dans le contexte énergétique et économique actuel, le développement de procédés plus sobres en énergie devient primordial. De manière traditionnelle, l'apport d'énergie est réalisé pour les réacteurs catalytiques de manière externe via leur paroi ou des échangeurs internes de chaleurs ; avec des efficacités souvent pénalisées en raison des gradients de température radiaux et/ou axiaux. Ceci est particulièrement problématique pour les réactions endothermiques consommant de la chaleur comme pour les réactions catalytiques identifiées comme possible moyen de restituer à la demande de l'hydrogène « vert » (reformage ou déshydrogénation catalytique).
Une des solutions proposées dans le projet est de chauffer directement le catalyseur en combinant des objets catalytiques structurés et des modes d'activation (thermiques) non conventionnels à savoir l'induction magnétique et l'effet joule obtenu par le passage d'un courant électrique basse tension directement dans l'objet structuré. De plus ces approches ont un temps de réponse extrêmement court pouvant permettre de s'adapter à des productions intermittentes (envisagées pour un grand nombre d'application pour produire de l'hydrogène à partir d'énergie renouvelable).
Ainsi, au cours de ce travail de thèse, nous proposons à partir d'une approche rationnelle et pragmatique, l'optimisation et la comparaison de 2 modes d'activation sélectifs : le chauffage résistif et le chauffage par radiofréquences appliqués à des catalyseurs hétérogènes supportés sur des objets structurés métalliques. La réaction modèle visée est le vaporéformage du biométhane pour la production d'hydrogène sur des catalyseurs à base de Nickel. Cette réaction modèle endothermique, nécessite une température élevée et un apport énergétique conséquent. L'emploi de ces modes de chauffage alternatifs et sélectifs (on ne chauffe que le lieu de réaction) couplé à des objets structurés plus conducteurs de chaleur sera évalué expérimentalement puis modélisé. L'étude du pilotage dynamique de ces procédés continus sera envisagée pour optimiser la consommation énergétique effective de ce procédé par ces 2 modes d'activation. En parallèle, des outils de modélisation et de simulation dynamique du procédé seront développés et aideront d'une part à la compréhension rationnelle et fondamentale des processus impliqués mais aussi à l'élaboration d'un outil d'extrapolation de ces solutions.
Contexte de travail
Ce travail s'inscrit dans le cadre du projet collaboratif PEPR SPLEEN et sera principalement encadré par Pascal FONGARLAND (Professeur UCBL) et Régis PHILIPPE (CR CNRS). Il se déroulera sur le campus Lyon Tech la Doua à Villeurbanne, au sein de l'école CPE Lyon. Il sera réalisé plus précisément dans les locaux de l'équipe MMAGICC du laboratoire « Catalyse Polymérisation, Procédés et Matériaux » (CP2M, UMR 5128 CNRS - CPE Lyon - Univ. Lyon).
Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.
Contraintes et risques
Travaux classiques en laboratoire