Note ABES Développement de matériaux pour le couplage de la valorisation de CO2 avec l'électrolyse haute température (HTE) pour la production d'éthylène Development of materials for coupling CO2 valorization with high-temperature electrolysis (HTE) for ethylene production Production d’éthylène décarboné Couplage oxydant du méthane Oxydes mixtes Synthèses Caractérisations Performances catalytiques Carbon-free ethylene production Oxidative coupling of methane Mixed oxides Syntheses Characterizations Catalytic performance 541.3 Éthylène Couplage oxydant Méthane Oxydes mixtes Synthèse (chimie) Catalyse hétérogène La production de l’éthylène est un enjeu énergétique majeur du XXIème siècle. La réaction du couplage oxydant du méthane permet la production d’éthylène à partir de méthane et d’oxygène. Cette réaction présente ainsi un intérêt particulier puisqu’elle permet la production d’éthylène en s’affranchissant d’une dépendance aux matières premières pétrolières, principalement utilisées pour la production de l’éthylène. Dans cette étude l’objectif est de développer un matériau en vue d’une insertion à l’anode d’un électrolyseur haute température pour produire de l’éthylène décarboné à partir de CO2. Après une étape de réduction à la cathode de ce même électrolyseur, du méthane peut être produit avec la technologie et power-to-methane. Le méthane est ainsi injecté à l’anode de l’électrolyseur pour effectuer la réaction du couplage oxydant du méthane. Les matériaux développés dans ce travail doivent donc répondre aux caractéristiques associées à une bonne anode et doivent agir comme catalyseur de la réaction du couplage oxydant du méthane. Ainsi la synthèse et la caractérisation d’oxydes mixtes ont été réalisées. L’activité des catalyseurs a été évaluée à l’échelle du laboratoire en variant les paramètres opératoires pour déterminer les conditions optimales pour obtenir le meilleur rendement en éthylène. Des optimisations de synthèses, avec des ajustements des compositions et des dopages, ont été réalisées pour obtenir la meilleure performance catalytique dans le cadre du couplage oxydant du méthane. Ethylene production is a major energy challenge for the 21st century. The oxidative coupling of methane reaction enables ethylene to be produced from methane and oxygen. This reaction is therefore of particular interest as it enables ethylene production without dependence on petroleum feedstocks, which are mainly used for ethylene production. The aim of this study is to develop a material for insertion in the anode of a high-temperature electrolyzer to produce decarbonated ethylene from CO2. After a reduction step at the cathode of the same electrolyzer, methane can be produced using power-to-methane technology. Methane is injected at the anode of the electrolyzer to carry out the oxidative coupling of methane reaction. The materials developed in this work must therefore meet the characteristics associated with a good anode and act as a catalyst for the oxidative coupling of methane reaction. Mixed oxides were synthesized and characterized. The activity of the catalysts was evaluated on a laboratory scale, varying the operating parameters to determine the optimum conditions for delivering the best ethylene yield. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 7237281 https://theses.hal.science/tel-04810504 application/pdf 7196074 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2024/Guillon_Morvan_2024_ED222.pdf https://theses.fr/2024STRAF026/abes https://theses.hal.science/tel-04810504 https://theses.hal.science/tel-04810504 https://theses.hal.science/tel-04810504 Guillon Morvan 1995-09-29 FR 281633568 1706002534F 22118920 4200003 https://theses.fr/2024STRAF026 2024STRAF026 https://doi.org/10.70675/09413e94zac5cz441bzb932z4df8d8713faf 2024-09-04 Chimie Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Roger Anne-Cécile MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 111045754 Bion Nicolas MADS_PRESIDENT_DU_JURY 069502838 Champon Isabelle MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 250449919 Granger Pascal MADS_RAPPORTEUR_1 060982713 Schuurman Yves MADS_RAPPORTEUR_2 069183198 École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 222 156504081 Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (Strasbourg ; 1997-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 255208 157548457 ddc:540 Roger Anne-Cécile Bion Nicolas Champon Isabelle Granger Pascal Schuurman Yves École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....) Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (Strasbourg ; 1997-....) PDF 7237281