3DCLEAN

Les nanocatalyseurs vus au microscope électronique environnemental : 3D « temps réel » et analyse des gaz réactionnels.

APPEL A PROJETS

Appel à projets de l’édition 2015 du programme de l’ANR

PORTEUR & PARTENAIRES

Porteur : le laboratoire de Science des Matériaux MATEIS

Autres partenaires : le laboratoire CREATIS, l’Institut de physique et de chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), l’IFP Énergies nouvelles

BUDGET & AIDE PUBLIQUE

Aide de l’ANR 678 487euros

DURÉE DU PROJET

48 mois

RÉSUMÉ du projet

Suivre en direct la distribution de nanocatalyseurs supportés durant les phases classiques de calcination, de réduction et a fortiori d’activation, évaluer l’activité des facettes cristallographiques de ces nano-particules et les phénomènes de désactivation (empoisonnement, frittage, etc) sont des enjeux essentiels en catalyse hétérogène. La Microscopie Electronique en Transmission Environnementale (ETEM) permet d’étudier des nanomatériaux sous gaz et en température in situ jusqu’à l’échelle atomique, c’est un des outils modernes pour apporter des réponses à ces challenges du point de vue morphologique, chimique et structural.

Le projet ANR « 3DCLEAN » : 3D CataLytic Environmental lAb at the Nanoscale est constitué d’un consortium pluridisciplinaire de 4 partenaires dont l’expertise reconnue couvre tous les aspects de cette étude en science de la catalyse (IFP Energies nouvelles), microscopie (MATEIS/CLYM et IPCMS) et analyse d’image (CREATIS).

Il met en œuvre des analyses ‘operando’ inédites sur 2 microscopes électroniques uniques en France et rattachés au réseau national de Microscopie METSA piloté par le CNRS et le CEA (www.metsa.fr) :

  • un microscope ETEM ‘dédié’ pour l’analyse tomographique rapide afin de suivre l’évolution 3D de systèmes catalytiques quasiment en temps réel (MATEIS/CLYM à Lyon-Villeurbanne)
  • un microscope équipé d’une cellule environnementale et d’un spectromètre de masse pour l’analyse des gaz réactionnels des réactions étudiées (IPCMS à Strasbourg).

2 systèmes fournis par IFP Energies nouvelles sont particulièrement ciblés : des nanocatalyseurs Pd de réactions d’hydrogénation (sélective, production CH4), et des catalyseurs base Co pour la synthèse Fischer-Tropsch.

principaux résultats DU PROJET

  • Couplage effectif de la microscopie électronique environnementale en cellule fermée à la détection des gaz réactionnels par RGA, ouvrant la voie à l’analyse quantitative de l’activation de catalyseurs en conditions Operando
  • Développement de la tomographie rapide en microscopie électronique environnementale: réalisation routinière d’acquisition en moins de 10 sec, ouvrant la voie au suivi de cinétiques et d’évolutions morphologiques de nanomatériaux in situ en 3D
  • Développement d’approches logicielles optimisées pour la reconstruction tomographique de données de microscopique électronique en transmission acquises en condition extrême (faible signal, échantillon fragile, bruit, floues de mouvement)
  • Publication de 17 articles scientifiques

perspectives DU PROJET

Applications des méthodologies développées à diverses études par microscopie électronique in situ en catalyse hétérogène.

Cliquez ICI pour accéder au site internet dédié au projet

CONTACT

THIERRY EPICIER, Directeur de Recherches (anciennement MATEIS-CLYM, INSA Lyon), IRCELYON-CLYM, Université de Lyon depuis avril 2020 à : thierry.epicier@insa-lyon.fr

 

Projet labellisé par AXELERA