Catalyse par Atomes Isolés pour des Procédés Eco-efficients dans le domaine de l’Energie

Le développement de procédés eco-efficients dans les domaines de l’énergie est un enjeu actuel sociétal majeur (production d’hydrogène, transformation de la biomasse). La catalyse hétérogène est un moyen pour y parvenir. La maitrise de la synthèse des catalyseurs et l’utilisation optimale des métaux utilisés dans ces matériaux, souvent rares, contribue à rendre les procédés plus respectueux de l’environnement. La taille des nanoparticules est donc diminuée à des petits clusters voir à l’échelle atomique.
Récemment, des catalyseurs composés d’atomes isolés, (en anglais Single Atom Catalysts ou SACs), pour lesquels le métal dispersé atomiquement sur des supports d'oxyde constitue les sites actifs du matériau se sont révélés actifs, sélectifs et stables pour certaines réactions catalytiques, générant un engouement de la communauté scientifique pour la thématique. Ce dernier coïncide avec des avancées majeures réalisées dans le domaine des techniques de caractérisation à l'échelle atomique et de la modélisation moléculaire permettant de corréler les propriétés catalytiques avec la structure des matériaux. Cette thématique est considérée comme très prometteuse. Cependant, la synthèse et la caractérisation de tels matériaux reste un grand défi.
Ce projet, à la frontière de la chimie moléculaire et des matériaux, vise à générer des sites métalliques isolés sur alumine à l'aide des outils de la Chimie Organométallique de Surface (SOMC), combinant des méthodes avancées de synthèse, de spectroscopie et de microscopie augmentées par la modélisation moléculaire, et à étudier leur comportement dans processus catalytiques clés pour une industrie chimique durable.

Mots clefs: atomes isolés, catalyse hétérogène, synthèse inorganique, COMS, caractérisation physicochimique

• Directeur de thèse    Dr C. Chizallet, IFPEN (ORCID 0000-0001-5140-8397)
• Ecole doctorale    206 - Ecole doctorale Chimie, Procédé, Environnement, Université Lyon
• Encadrant IFPEN    Dr A. CABIAC, Catalyse par les Métaux et les Solides Acido-Basiques, amandine.cabiac@ifpen.fr (https:/www.researchgate.net/profile/Amandine-Cabiac)
• Localisation du doctorant    IFP Energies nouvelles, Lyon, France ; ETH Zürich, Suisse
• Collaboration    Prof. C. Copéret – ETH Zürich – www.coperetgroup.ethz.ch (ORCID 0000-0001-9660-3890)
• Durée et date de début   3 ans, début automne 2022 
• Employeur    IFPEN, Lyon, France
• Qualifications    Master 2, Chimie Moléculaire, Inorganique 
• Connaissances linguistique    Bonne maîtrise du français indispensable, anglais souhaitable
• Autres qualifications    L’aptitude et intérêt pour la chimie physique, la physique théorique, les matériaux, et la catalyse serait un plus