Nouvelles voies thermo/photocatalytiques pour la conversion non-oxydative directe du methane

 

Jan Kopyscinski

Université McGill

 

Domaine : ressources naturelles

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2018-2019

Grâce à d'abondantes ressources en gaz naturel et en gaz de schiste, le Canada joue un rôle central dans la production des molécules de base pour les industries chimiques. La pratique industrielle consiste à convertir le méthane (CH4) en molécules de base par la voie oxydative indirecte. Celleci est loin d'être la meilleure option en raison d'une faible efficacité et des émissions importantes de CO2. Une des percées scientifiques permettant un saut de paradigme significatif consisterait à trouver une trajectoire non-oxydative directe comme la conversion catalytique du CH4 en benzène. Cette réaction est non sans défis pour 2 raisons: la grande stabilité de la liaison C-H et la désactivation rapide du catalyseur. Ce projet équipe reposera sur une philosophie duale combinant les savoir-faire en catalyse et en génie de la réaction chimique pour identifier les contraintes thermodynamique et cinétique et proposer un concept pré-commercial original. Nous mettrons l'accent sur des matériaux novateurs à base de nitrure de gallium à haute activité thermo/photocatalytique que nous intégrerons dans une nouvelle technologie membranaire.

Notre étude aidera à mettre en lumière le rapport entre synthèse et propriétés du catalyseur et la relation activité-structure catalytiques en vue de la séparation membranaire. Les informations expérimentales obtenues seront intégrées dans une modélisation par les premiers principes pour identifier les meilleures stratégies couplant la régénération in-situ continue avec la conversion du CH4. Cette recherche est non seulement originale sur le plan fondamental, mais elle est aussi innovante sur le plan technologique en proposant des stratégies originales d'exploitation de ressources en CH4 au Canada sans compromis sur l'efficacité ni sur l'empreinte environnementale.