Soutenance de thèse Canio SCARFIELLO

La réduction de la concentration de CO₂ dans l'atmosphère est une étape cruciale pour neutraliser le réchauffement climatique. Une transition vers des ressources sans carbone est en cours, mais elle nécessitera des décennies, d'énormes investissements et des efforts politiques. Parallèlement, les carburants synthétiques à partir de CO₂ représentent un choix réaliste pour un mix énergétique plus vert. Les hydrocarbures à longue chaîne peuvent stocker une grande quantité d'énergie, peuvent être facilement transportés hors réseau, et sont parfaitement compatibles avec les technologies actuelles de production d'énergie. L'utilisation du CO₂ comme matière première renouvelable pour la préparation de carburants synthétiques permettrait la création d'une économie circulaire avec un impact significatif sur la réduction d'émissions anthropiques des gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Alors que l'hydrogénation du CO₂ en produits C1 (CO, CH4, CH3OH, etc.) est relativement bien maîtrisée, la production de molécules C2+ reste un challenge. Ce dernier peut être réalisé via le procédé dérivé de la synthèse Fischer Tropsch, utilisant le CO₂ comme matière première (CO2-FTS). Ce procédé inclut généralement deux réactions consécutives : la réaction inverse de gaz à l'eau (RWGS : reverse water-gas shift) pour l'hydrogénation initiale du CO₂ en CO, suivie de la FTS classique pour la conversion du CO à C2+. Ces deux réactions sont généralement réalisées dans deux réacteurs différents en raison de problèmes de cinétique et de thermodynamique. L'objectif de ce travail est de concevoir un système catalytique efficace, qui permet la conversion directe du CO₂ en produits C2+ dans un seul réacteur à lit fixe. Le TiO2-P25 commercial est soigneusement modifié via l'ajout de promoteurs spécifiques et de défauts de surface qui permettent d'augmenter la conversion du CO₂ et la sélectivité en C2+. Une série de catalyseurs à base de Co, Co-Fe et Co-Pd supportés sur le TiO2 commercial et TiO2 modifiés ont été préparés, caractérisés et évalués dans le CO2-FT. Ces catalyseurs montrent des résultats intéressants inédits en termes d'activité, sélectivité en C2+ et stabilité.