Des Nano-alliages à Haute Entropies Pour L'amélioration Des Propriétés de Catalyseurs

**Des nano-alliages à haute entropies pour l'amélioration des propriétés de catalyseurs // Exploring Nano-HEAs for Enhanced Catalytic Performance**:

- Réf **ABG-128899**
**ADUM-62018**
- Sujet de Thèse
- 26/02/2025
- Contrat doctoral
- Sorbonne Université SIM (Sciences, Ingénierie, Médecine)
- Lieu de travail- Paris - France
- Intitulé du sujet- Des nano-alliages à haute entropies pour l'amélioration des propriétés de catalyseurs // Exploring Nano-HEAs for Enhanced Catalytic Performance
- Champs scientifiques- Physique
- Mots clés- Alliages a haute entropie, Catalyse hétérogène, Mesures in-situ/operando, Diffraction des rayons X, Absorption des rayons X, Microscopie électronique à haute résolution
High Entropy Alloys (HEA), Heterogeneous catalysis, In-situ/operando measurement, X-ray diffraction, X-ray absorption spectroscopy, High resolution electron microscopy

**Description du sujet**:

- Les alliages à haute entropie (HEA), composés de cinq éléments ou plus dans des ratios équimolaires, présentent des propriétés exceptionnelles dans divers domaines. L'attention s'est récemment portée vers les nano-alliages à haute entropie en raison de leurs attributs structuraux et chimiques uniques, notamment en catalyse. Cependant, la composition complexe des nano-HEA, responsable de leurs caractéristiques exceptionnelles, pose des défis pour comprendre leur comportement catalytique. Sous la direction du Dr Axel Wilson, une équipe du LRS lance un projet pionnier visant à exploiter les récentes avancées sur le potentiel catalytique des nano-HEA. Les objectifs du projet comprennent le développement d'une méthode de synthèse en flux continu pour les nano-HEA, l'évaluation de leur efficacité catalytique dans la méthanation du CO2, et la réalisation d'investigations operando pour corréler les caractéristiques structurales et chimiques avec les performances catalytiques. Les nano-HEA ont montré un potentiel prometteur en tant que catalyseurs hétérogènes, notamment dans la méthanation du CO2, un processus clé dans la technologie Power-to-Gas pour le stockage de l'hydrogène. Malgré les défis liés à la cinétique et à la stabilité, les nano-HEA présentent une activité, une sélectivité et une stabilité supérieures par rapport aux catalyseurs traditionnels. L'approche novatrice pour manipuler la synthèse et la caractérisation des nano-HEA consistera à développer des méthodes de synthèse précises et reproductibles, et à utiliser des techniques avancées de microscopie et de spectroscopie pour une analyse complète. De plus, le projet vise à examiner les performances du catalyseur dans des conditions opérationnelles en utilisant la spectroscopie d'absorption des rayons X basée sur le rayonnement synchrotron et la diffraction des rayons X.

High Entropy Alloys (HEAs), composed of five or more elements in nearly equimolar ratios, exhibit exceptional properties across various domains. Recent focus has shifted towards nano-scale HEAs due to their unique structural and chemical attributes, particularly in catalysis. However, the intricate composition of nano-HEAs, responsible for their outstanding characteristics, poses challenges in understanding their catalytic behavior. Led by Dr. Axel Wilson, a team at LRS initiates a pioneering project aimed at leveraging recent insights into the catalytic potential of nano-HEAs. The project's objectives include developing a continuous flow synthesis method for nano-HEAs, evaluating their catalytic efficacy in CO2 methanation, and conducting operando investigations to correlate structural and chemical features with catalytic performance. Nano-HEAs have shown promise as heterogeneous catalysts, especially in CO2 methanation—an integral process in Power-to-Gas technology for hydrogen storage. Despite facing challenges in kinetics and stability, nano-HEAs exhibit superior activity, selectivity, and stability compared to conventional catalysts. The novel approach to handle nano-HEA synthesis and characterization will be to develop a precise and reproductive synthesis methods and employing advanced microscopy and spectroscopy techniques for comprehensive analysis. Moreover, the project aims to examine catalyst performance under operational conditions using synchrotron radiation-based X-ray absorption spectroscopy and X-ray diffraction.

Début de la thèse : 01/10/2025

**Nature du financement**:

- Contrat doctoral

**Précisions sur le financement**:

- Concours pour un contrat doctoral

**Présentation établissement et labo d'accueil**:

- Sorbonne Université SIM (Sciences, Ingénierie, Médecine)

**Etablissement délivrant le doctorat**:

- Sorbonne Université SIM (Sciences, Ingénierie, Médecine)

**Ecole doctorale**:

- 397 Physique et Chimie des Matériaux- 15/04/2025