CO2-VIRIDIS

Le 08/04/2019

Valorisation du CO2 par procédés catalytiques assistés par plasma.

Nos laboratoires s’intéressent à la caractérisation des types de plasmas utilisés pour le procédé et sur sa modélisation. Par des moyens spectroscopiques d’analyse et l’exploitation de codes de calcul de spectres, l’état d’excitation du plasma et sa composition doivent être mis en évidence. Cette composition est potentiellement riche en espèces car CO2 et H2 introduits pour la méthanation mènent par les processus élémentaires à l’œuvre dans la décharge à la production de C, H, O, CO, CH, OH, O2, C2, CH2, CH3, CH4, H2O, H2O2, etc., ainsi qu’aux ions associés. Certaines espèces émettant très peu, la spectroscopie d’émission n’est donc pas seule mise en œuvre pour caractériser cette composition. Des moyens lasers sont donc également mobilisés. Du point de vue modélisation, la reproduction au moins en ordre de grandeur de la composition expérimentalement déterminée nécessite le calcul de sections efficaces de collision élastique et inélastique entre les électrons et les espèces présentes permettant en particulier de déterminer les taux d’excitation-désexcitation pilotant le peuplement des états excités vibrationnels. Les molécules complexes telles que CO2 et H2O font l’objet d’un travail particulier, peu de données étant disponibles les concernant. Le champ électrique de la décharge requiert la résolution de l’équation de Boltzmann, la fonction de distribution des électrons n’étant pas maxwellienne.

Le projet est cofinancé par l’Union Européenne à hauteur de 61 487.40 euros et par la Région Normandie à hauteur de 61487.40 euros.

Les résultats obtenus et/ou attendus

Nous attendons des travaux menés de pouvoir préciser les conditions plasmas les plus satisfaisantes du point de vue de la formation des espèces basées sur le radical CH, noyau de la valorisation vers le méthane. Pour ce faire, il est indispensable de disposer d’une situation expérimentale représentative la mieux caractérisée et d’un code ou d’un ensemble de codes reproduisant au mieux la situation expérimentale de référence. Les électrons ne sont pas maxwelliens dans ce type de décharge en raison du champ électrique intense qui y règne et les distributions vibrationnelles s’écartent d’une distribution de type Boltzmann. Notre objectif est d’aller le plus loin possible dans la caractérisation du déséquilibre thermodynamique du plasma et de disposer des outils de modélisation permettant son interprétation. Dans un second temps, tout au moins du point de vue modélisation, la catalyse sera mise en œuvre en immergeant une surface de type Ni-Al2O3 et en développant une approche élémentaire des processus de surface impliquant les espèces de la phase plasma en particulier CO qui s’y trouvent adsorbées.

 

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Ce projet est cofinancé par l’Union Européenne.
L’Europe s’engage en Normandie avec le Fond Européen de Développement Régional.
(FEDER)

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