Electrures intermétalliques : De nouveaux matériaux pour la synthèse catalytique de l’ammoniac – Intermetalyst

Le projet Intermetalyst vise à explorer en détails de nouveaux catalyseurs supportés à base d’électrures intermétalliques RTX (R = terre rare ; T = métal de transition; X = Si, Ge) pour améliorer la synthèse catalytique de l’ammoniac et donc réduire son coût énergétique. Les matériaux électrures possèdent un excès d’électrons localisés périodiquement dans le cristal. La capacité de ces matériaux RTX à transférer ces électrons permet de promouvoir la dissociation d’une molécule adsorbée en affaiblissant sa liaison chimique. Cette étude est motivée par la découverte très récente des propriétés catalytiques exceptionnelles du siliciure LaScSi lorsqu’il est combiné au ruthénium. A cela s’ajoutent les résultats préliminaires très prometteurs que le consortium a obtenus sur d’autres intermétalliques RTX, qui suggèrent que les performances de LaScSi peuvent être améliorées. Les activités catalytiques remarquables de ces matériaux s’expliquent par leur capacité à fournir des électrons au ruthénium et à absorber réversiblement l’hydrogène dans les conditions de synthèse de NH3 (N2+H2), ce qui évite notamment l’empoisonnement du Ru par l’hydrogène. En outre, ces matériaux sont stables dans les conditions de synthèse de l’ammoniac et ne nécessitent pas de surface spécifique élevée. Dans ce projet divisé en 5 taches, nous synthétiserons ces intermétalliques RTX et déterminerons leurs propriétés de sorption de l’hydrogène, leurs propriétés électroniques (incluant des calculs DFT) et leurs performances catalytiques. Le projet Intermetalyst sera mené conjointement par des experts des composés intermétalliques et hydrures à l’ICMCB et par des spécialistes de la catalyse à l’IC2MP. La mise en évidence de nouveaux électrures stables, non toxiques, capables d’améliorer la synthèse de NH3 tout en empêchant l’empoisonnement du Ru par l’hydrogène, sera une avancée majeure dans le domaine de la catalyse chimique.