L'induction magnétique pour le chauffage sélectif et dynamique de réacteurs catalytiques structurés – DISC

Le projet DISC implique 3 équipes de recherches complémentaires mêlant génie des procédés réactifs et science des matériaux catalytiques. Il s’inscrit dans une démarche couplée d’intensification et d’électrification des procédés et réacteurs de production chimique. Il permettra de les rendre plus décarbonés, plus neutres sur le plan environnemental mais aussi plus sobres énergétiquement. Le projet DISC vise à étudier de manière détaillée et systémique la combinaison d’objets catalytiques structurés avec un chauffage sélectif par induction magnétique.
Un interne catalytique structuré est un composite de 3 matériaux : une phase active en catalyse, un support mésoporeux pour disperser cette dernière et un squelette structuré pour soutenir le tout et proposer une structure optimale pour les processus physiques impliqués dans un réacteur. Dans un premier temps, différentes combinaisons de matériaux ayant une réponse différente au chauffage inductif par radiofréquence permettront la réalisation de familles d’objets catalytiques composites aux propriété magnétiques contrôlées et différentes. Ces objets seront caractérisés finement par les techniques usuelles et testés dans un réacteur continu gaz-solide chauffé par radiofréquence dans un mode de fonctionnement classique. La déshydrogénation catalytique du méthylcyclohexane en toluène et hydrogènea été choisie comme réaction catalytique modèle endothermique et présente de nombreux défis, notamment pour son déploiement dans les systèmes de stockage chimique d’hydrogène. Dans un second temps, le projet s’attachera à l’étude et l’optimisation d’un pilotage dynamique du chauffage inductif dans le but d’accroitre l’efficacité énergétique du procédé et donc sa sobriété. La question de la stabilité des objets catalytiques est cruciale et sera une observable primordiale. Le projet DISC permettra la conception de nouveaux réacteurs et catalyseurs structurés spécifiques à ce mode de chauffage alternatif.