Synthèse et caractérisation d'oxysulfures pour la production de carburants verts

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. De la recherche à l’industrie, l’innovation technologique est au cœur de son action, articulée autour de quatre priorités stratégiques : Mobilité Durable, Energies Nouvelles, Climat / Environnement / Economie circulaire et Hydrocarbures Responsables.

Dans le cadre de la mission d’intérêt général confiée par les pouvoirs publics, IFPEN concentre ses efforts sur :

l’apport de solutions aux défis sociétaux de l’énergie et du climat, en favorisant la transition vers une mobilité durable et l’émergence d’un mix énergétique plus diversifié ;
la création de richesse et d’emplois, en soutenant l’activité économique française et européenne et la compétitivité des filières industrielles associées.

Partie intégrante d’IFPEN, l’école d’ingénieurs IFP School prépare les générations futures à relever ces défis.

Synthèse et caractérisation d’oxysulfures pour la production de carburants verts

Le renforcement réglementaire sur la consommation et la substitution de carburants d’origine fossile suscite actuellement un fort dynamisme sur le marché de production des biocarburants, principalement obtenus par hydrodésoxygénation (HDO) d’huiles végétales incorporant des taux croissants d’huiles de cuisson usagées, de graisses animales ou de pyrolysats lignocellulosiques.

Les catalyseurs de désoxygénation actuellement utilisés dans les procédés d’hydrotraitement associés sont généralement constitués de phases sulfures de métaux de transition, initialement conçues pour le traitement de charges fossiles. Ils ne sont donc pas nécessairement adaptés au traitement de charges biosourcées, dont la composition chimique et les impuretés diffèrent sensiblement.

Le développement de catalyseurs répondant aux spécificités des réactions d’HDO en termes d’activité et de sélectivité, et qui soient adaptés au traitement des charges biosourcées, est donc devenu un enjeu crucial dans ce domaine, nécessitant d’explorer de nouvelles phases actives en réaction d’HDO et de développer des méthodes de préparation spécifiques.

DESCRIPTION

L’objectif de ce projet est de travailler sur de nouvelles phases compatibles pour l’HDO de charges biosourcées : les oxysulfures.

Un premier travail bibliographique permettra de sélectionner les méthodes de synthèse d’intérêt de ce type de composés et d’évaluer leur potentiel et leur compatibilité pour l’HDO de charges issues de la biomasse. Différents oxysulfures, avec des rapports atomiques en oxygène et soufre variables seront synthétisés, ce qui permettra de varier la nature et la quantité de sites actifs étudiés.

Les catalyseurs seront analysés par des méthodes de caractérisation avancées incluant l’analyse élémentaire et les spectroscopies XPS et Raman, afin d’identifier et de quantifier les phases actives synthétisées.

Les performances catalytiques des matériaux seront évaluées par un test de conversion d’une molécule oxygénée représentative de charge biosourcée et corrélées aux descripteurs catalyseurs afin d’établir des relations entre la nature/quantité des sites actifs et les propriétés catalytiques (activité, sélectivité)