Suivre en direct la distribution de nanocatalyseurs supportés durant les phases classiques de calcination, de réduction et a fortiori d’activation, évaluer l’activité des facettes cristallographiques de ces nano-particules et les phénomènes de désactivation (empoisonnement, frittage, etc) sont des enjeux essentiels en catalyse hétérogène. La Microscopie Electronique en Transmission Environnementale (ETEM) permet d’étudier des nanomatériaux sous gaz et en température in situ jusqu’à l’échelle atomique, c’est un des outils modernes pour apporter des réponses à ces challenges du point de vue morphologique, chimique et structural.

Le projet ANR « 3DCLEAN » : 3D CataLytic Environmental lAb at the Nanoscale est constitué d’un consortium pluridisciplinaire de 4 partenaires dont l’expertise reconnue couvre tous les aspects de cette étude en science de la catalyse (IFP Energies nouvelles), microscopie (MATEIS/CLYM et IPCMS) et analyse d’image (CREATIS).

Il met en œuvre des analyses ‘operando’ inédites sur 2 microscopes électroniques uniques en France et rattachés au réseau national de Microscopie METSA piloté par le CNRS et le CEA (www.metsa.fr) :

• un microscope ETEM ‘dédié’ pour l’analyse tomographique rapide afin de suivre l’évolution 3D de systèmes catalytiques quasiment en temps réel (MATEIS/CLYM à Lyon-Villeurbanne)
• un microscope équipé d’une cellule environnementale et d’un spectromètre de masse pour l’analyse des gaz réactionnels des réactions étudiées (IPCMS à Strasbourg).

2 systèmes fournis par IFP Energies nouvelles sont particulièrement ciblés : des nanocatalyseurs Pd de réactions d’hydrogénation (sélective, production CH₄), et des catalyseurs base Co pour la synthèse Fischer-Tropsch.

PORTEUR & PARTENAIRES

Porteur :

le laboratoire de Science des Matériaux MATEIS

Partenaires :

• le laboratoire CREATIS,
• l’Institut de physique et de chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS),
• l’IFP Énergies nouvelles