Production d'Hydrogène par Photo-Catalyse de TiO2 et Stockage dans des matériaux poreux à Haute capacité d'Adsorption de type Metal Organic Frameworks (MOFs) Dopés.

par Laura-line Risal

Projet de thèse en Génie des procédés

Sous la direction de Johnny Deschamps.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux, géosciences , en partenariat avec UCP - Unité Chimie et Procédés (laboratoire) et de école nationale supérieure de techniques avancées (établissement de préparation de la thèse) depuis le 18-06-2018 .


  • Résumé

    Afin de palier à l'intermittence des énergies renouvelables, l'utilisation d'un vecteur énergétique tel que l'hydrogène semble une solution idéale. Il permet de stocker massivement de l'énergie sur une longue période de temps, convient à une large gamme d'utilisation (mobilité, chaleur, procédés) et son impact carbone est très intéressant selon sa production. Cette source d'énergie apparait donc comme une bonne alternative aux énergies fossiles dont nous sommes très dépendants. Cependant, 95% de l'hydrogène est actuellement produit par vaporeformage du gaz naturel. De plus, il peut être utilisé dans des piles à combustible ou en combustion directe pour des applications mobiles ou stationnaires mais cette utilisation dépend fortement de son stockage qui représente un verrou majeur. Des progrès aux niveaux de la production et du stockage sont donc nécessaires avant de pouvoir utiliser de manière performante et réaliste cette source d'énergie. Dans cette optique, ce projet doctoral propose une solution innovante de production et de stockage d'hydrogène. La production sera envisagée par photo-catalyse d'oxydes de titane (TiO2) dont les surfaces seront modifiées au moyen de nanoparticules induites par radiolyse. Le stockage s'effectuera par adsorption dans des matériaux poreux de type Metal Organic Frameworks (MOFs) dopés au moyen de carbone et de nanoparticules métalliques et bi-métalliques. La thématique de recherche proposée correspond tout à fait aux problématiques énergétiques régionales et les solutions technologiques envisagées font appel aux énergies renouvelables solaires particulièrement adaptées à un territoire insulaire comme la Martinique.

  • Titre traduit

    Hydrogen Production by Photo-Catalysis of TiO2 and Storage in porous materials with high adsorption capacity of Metal Organic Frameworks (MOFs) type Doped.


  • Résumé

    To circumvent the intermittence of the renewable energies, the use of an energy vector like Hydrogen seems to be an ideal solution. It represents a good way to store energy massively over long periods of time that can be employed in a wide variety of systems such as mobility, heat or industrial processes, and it has no impact on the carbon footprint. This energy source appears then as a good way to reduce our dependence to fossil resources. However, 95% of the hydrogen is currently produced by steam reforming of natural gas. Moreover, it can be used for mobile or stationary applications using fuel cells or by direct combustion but its utilization depends on its storage, which represents currently a crucial problem. Some progress concerning the production and the storage technologies are then necessary before reaching optimal conditions for implementation and performance. Considering this challenge, this doctoral project aims at proposing an innovative solution of production and storage of hydrogen. The production will be performed by using photo catalysis of titanium whose surfaces will be modified by using nanoparticles induced by radiolysis. Hydrogen will be stored by adsorption in porous Metal Organic Frameworks (MOFs) doped using carbonaceous materials and metal nanoparticles. The proposed research theme corresponds perfectly to the regional energy issues and the technological solutions considered use solar renewable energies particularly adapted to an island territory like Martinique.