BHYOLOHC
Aperçu
Polyols Biosourcés comme Liquide Organique porteur d’Hydrogène à Haute Capacité (BHYOLOHC)
PR Karine De Oliveira Vigier
IC2MP (UMR Université de Poitiers-CNRS)
Le projet BHYOLOHC a pour ambition de développer une solution de stockage de l’hydrogène, en utilisant des polyols biosourcés comme liquides organiques porteurs d’hydrogène (LOHC : Liquid Organic Hydrogen Carriers). Le projet consiste à développer un système permettant la déshydrogénation électrocatalytique des polyols biosourcés pour libérer l’hydrogène, et permettant également l’hydrogénation des acides carboxyliques générés pour reformer les polyols. Ce système sera composé d’une cellule d’électrolyse pour la déshydrogénation et d’un réacteur catalytique continu pour l’hydrogénation du liquide.
Mots clés:
Stockage, Matériau biosourcé, LOHC, Hydrogénation, Catalyseur, Electrocatalyseur, Déshydrogénation
Tâches
Nos recherches
Déshydrogénation électrochimique
Des électrocatalyseurs à base de métaux nobles alliés seront préparés par pulvérisation plasma sur liquide, pour optimiser la réaction de déshydrogénation électrochimique de polyols.
Ces catalyseurs feront l'objet d'une étude poussée de leurs caractéristiques pour la transformation sélective de polyols biosourcés (éthylène glycol et glycérol) en cellule à trois électrodes, en cellule d'électrolyse à deux électrodes et en cellule d'électrolyse segmentée pour suivre l’évolution de la réaction.
Optimisation de l’hydrogénation en batch
L'étape d'hydrogénation sera étudiée avec des catalyseurs métalliques dispersés sur céramiques. La réaction d'hydrogénation sera tout d'abord optimisée en système batch afin de déterminer les cinétiques des réactions et la stabilité des catalyseurs préparés.
Hydrogénation en système continu
Les conditions de réaction définies à l’étape précédente seront transposées à un réacteur en continu. Ce dernier utilisera des catalyseurs préparés par pulvérisation plasma ou par dépôt de couches atomiques. Ces catalyseurs seront positionnés sur un support en mousse céramique qui devrait permettre d’optimiser leur contact avec les réactifs et ainsi améliorer la productivité du procédé.
Le consortium :
4 laboratoires académiques
Des attendus scientifiques
DLe projet BHYOLOHC permettra de développer de nouveaux matériaux catalytiques pour l'hydrogénation et l'électro-déshydrogénation de polyols, ainsi qu’une approche nouvelle et rationnelle pour l'utilisation de LOHC biosourcés et à faible dangerosité, afin d'accroitre la viabilité écologique et l’acceptabilité sociétale et industrielle du stockage et du transport de l'hydrogène.
Impacts environnementaux
Le projet vise à simplifier le transport et le stockage de l’hydrogène par l’emploi de liquides composés de molécules biosourcées non-toxiques,
Il permettra également de développer des catalyseurs avec peu de matériaux nobles dans un souci de soutenabilité des ressources.
Il permettra également de développer des catalyseurs avec peu de matériaux nobles dans un souci de soutenabilité des ressources.
Développement de compétences
Formation de 1 doctorant et 3 post-doctorants
Réalisations 2023
Cette première année s’est focalisée sur l’étude de la réaction de déshydrogénation de l’éthylène glycol en acide oxalique et de l’hydrogénation de l’acide oxalique en éthylène glycol.
Pour la réaction de déshydrogénation électrochimique, des électrocatalyseurs à base de métaux nobles alliés ont été préparés et testés sous différents milieux réactionnels acides ou basiques. Un suivi par spectroscopie infrarouge in situ de cette réaction catalytique a été réalisé pour déterminer les intermédiaires réactionnels.
En parallèle, l'hydrogénation de l’acide oxalique a été effectuée avec des catalyseurs commerciaux en réacteur batch. L’analyse par chromatographie en phase liquide des différents produits formés a permis de déterminer la cinétique de la réaction et les conditions opératoires afin de transposer cette réaction à un réacteur à lit fixe.
