HEA à l'échelle nanométrique : Synthèse en flux continu et application catalytique – NAUSYCAA

Les Alliages à Haute Entropie (HEA) sont des alliages métalliques composés d’au moins cinq éléments en proportions équimolaires, démontrant des propriétés remarquables dans les domaines thermoélectriques et magnétiques. Ces propriétés résultent d'une interaction entre effets complexes comme la haute entropie, la forte distorsion du réseau cristallin, etc. Récemment, l'intérêt des nano-HEA s'est porté sur leurs propriétés de réactivité, notamment en tant que catalyseurs hétérogènes pour les réactions thermiques et électro-catalytiques. L'origine de leurs performances catalytiques supérieures fait toujours l'objet de débats, mais leur durabilité et leur résistance aux conditions difficiles en font des catalyseurs prometteurs.
Une application spécifique des HEA se trouve dans la méthanation du CO2, réaction clé dans la technologie Power-to-Gas, qui vise à convertir l'excès d'énergie renouvelable en un vecteur d'énergie chimique. Les nano-HEA montrent un fort potentiel pour catalyser efficacement cette réaction, avec un gain crucial en termes de stabilité.
Cependant, plusieurs verrous scientifiques doivent être levés afin d’exploiter pleinement les HEA en tant que catalyseurs. Tout d'abord, une méthode de synthèse rationnelle et reproductible est nécessaire, permettant de contrôler la composition, la taille et la distribution, dans des conditions expérimentales raisonnables. Deuxièmement, la caractérisation des alliages à l'échelle nanométrique est cruciale pour attribuer les gains catalytiques aux propriétés des HEA. Le projet NAUSYCAA vise à (i) développer une méthode de synthèse en flux continu pour les nano-HEA, les caractérisant avec des techniques avancées, et (ii) évaluer leurs performances catalytiques dans la méthanation du CO2. Des expériences operando permettront de relier les changements structuraux et chimiques dans le catalyseur aux modifications de ses performances catalytiques.