PHD (H/F) Développement et évaluation de l'analyse du cycle de vie des catalyseurs hétérogènes pour la conversion électrifiée du CO2
il y a 4 jours
Informations générales
Intitulé de l'offre : PHD (H/F) Développement et évaluation de l'analyse du cycle de vie des catalyseurs hétérogènes pour la conversion électrifiée du CO2
Référence : UMR7515-JULBER-064
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : STRASBOURG
Date de publication : mardi 25 juin 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 : La rémunération est d'un minimum de 2135,00 € mensuel
Section(s) CN : Chimie de coordination, catalyse et procédés, interfaces
Description du sujet de thèse
La thèse intègre deux aspects principaux: (i) l'optimisation de nouveaux catalyseurs pour les réacteurs électrifiés et (ii) l'évaluation de l'impact environnemental du processus à travers une évaluation complète du cycle de vie (ACV).
Dans la première partie de la thèse, l'objectif est d'améliorer l'efficacité énergétique du processus de méthanation. Cela sera réalisé grâce à l'utilisation de nouveaux catalyseurs à base de cérium dopé au nickel (NiCeOx) en conjonction avec des réacteurs électrifiés. Les catalyseurs NiCeOx, récemment développés à l'ICPEES, présentent une activité exceptionnellement élevée par masse de nickel. La thèse se concentrera sur l'adaptation du catalyseur pour son application dans des réacteurs chauffés par induction. Le candidat (H/F) devra sélectionner la composition et la morphologie de catalyseur les plus adaptées pour les réacteurs à induction. Ensuite, le catalyseur sera enduit sur des supports de catalyseurs structurés, tels que des mousses, pour optimiser les propriétés de transfert de chaleur et de masse.
La mise en œuvre du catalyseur dans les réacteurs électrifiés, en particulier le chauffage par induction à radiofréquence, devrait non seulement améliorer l'efficacité énergétique globale mais aussi atténuer les émissions de CO2 associées aux réacteurs à four chauffés au gaz conventionnels. À cet égard, les conditions de réaction seront optimisées pour améliorer l'efficacité et la sélectivité de la conversion du CO2 dans des conditions électrifiées. Enfin, la stabilité à long terme dans des conditions de fonctionnement industriellement pertinentes sera évaluée.
La deuxième tâche de cette thèse implique la réalisation d'une évaluation rigoureuse de l'ACV à l'aide du logiciel SimaPro pour comprendre les implications environnementales associées au cycle de vie des matériaux proposés dans les processus catalytiques électrifiés. Des facteurs tels que l'extraction des matières premières, la production, l'utilisation et l'élimination seront pris en compte, ainsi que l'impact de l'utilisation de réacteurs électrifiés au lieu de réacteurs thermiques classiques. La prise en compte de l'électricité provenant de sources d'énergie renouvelable ou à faible teneur en carbone (telles que l'énergie nucléaire) sera également incluse. De plus, le remplacement de la combustion de carburant par le chauffage par induction alimenté par de l'électricité renouvelable sera exploré comme une stratégie clé pour faire face à la nature intermittente des sources renouvelables en stockant l'énergie dans des produits chimiques à faible empreinte carbone. Les résultats de cette recherche contribueront à faire progresser les approches durables pour l'utilisation du CO2 et faciliteront la prise de décision éclairée dans la conception et la sélection des catalyseurs pour les technologies de capture et d'utilisation du carbone.
Contexte de travail
Les préoccupations environnementales croissantes ont conduit à la valorisation catalytique du dioxyde de carbone (CO2) comme solution potentielle pour atténuer l'empreinte carbone des produits chimiques. Parmi les différentes solutions proposées, l'utilisation du CO2 comme matière première pour produire revêt une importance stratégique pour la réalisation d'une production d'énergie durable dans le futur. La méthanation du CO2, également connue sous le nom de réaction de Sabatier, implique un processus catalytique hétérogène où le CO2 réagit avec H2 pour produire du méthane (CH4) et de l'eau. Cette réaction peut atteindre une empreinte carbone très faible lorsqu'elle utilise de l'hydrogène vert provenant d'énergies renouvelables et du CO2 obtenu à partir de stations d'épuration de biogaz. Cependant, la combustion de carburants pour fournir de la chaleur aux réactions endothermiques associées entraînerait des émissions de CO2 indésirables, contrecarrant l'objectif global. L'électrification des processus endothermiques, en utilisant de l'électricité renouvelable, pourrait offrir une solution technologique à ce défi.
Le doctorant (H/F) intègrera l'équipe Energie et Carburants pour un Environnement Durable (ECED) du département de catalyse et Matériaux de l'Institut de chimie et procédés pour l’énergie, l’environnement et la santé (ICPEES).
L'ICPEES est une unité mixte de recherche (UMR 7515) sous la cotutelle du CNRS et de l’Université de Strasbourg.
La transversalité des compétences présentes au sein de l’Institut permet de traiter des problématiques globales allant de la synthèse des molécules à l’élaboration de l’objet final pour des applications liées à l'Energie, l'Environnement ou la Santé.
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.
Informations complémentaires
Le candidat (H/F) doit :
- Avoir une formation en génie ou dans un domaine connexe, notamment en génie des procédés.
- Être Familié avec les méthodologies et les outils d'ACV, tels que le logiciel SimaPro.
- Avoir des capacités à collaborer efficacement avec des chercheurs de disciplines diverses.
- Avoir un niveau d'anglais et français entre B2 et C1 (cadre européen commun de référence pour les langues).
- Être très motivé et autonome.
Les compétences suivantes seraient un plus :
- Maîtrise de la recherche expérimentale, y compris la conception d'expériences et l'analyse des données.
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