Post-Doctorant·e - CDD H/F Ecole Nationale Superieure des Mines Alb

A ce jour, les carburants fossiles sont encore largement utilisés dans les différents secteurs industriels et notamment pour le secteur de transport, qui sont une source importante d'émission de gaz à effet de serre. Pour réduire l'impact environnemental du secteur de transport, les carburants de synthèse jouent un rôle important, en particulier pour le transport aérien de demain. Parmi les voies de R&D étudiées à ce jour pour la production de ces carburants de synthèse, le captage du CO2 et l'hydrogénation directe de ce CO2 par de l'hydrogène obtenu par l'électrolyse de l'eau avec de l'électricité renouvelable est une voie stratégique. L'un de leurs atouts majeurs réside dans l'optimisation de la production pour minimiser le coût du produit final, et la compatibilité des carburants de synthèse avec les infrastructures et les flottes existantes.
Ce projet, qui réunit deux laboratoires (RAPSODEE à Albi, et LCC à Toulouse), vise à produire des carburants alternatifs par hydrogénation directe du CO2 via une synthèse de Fischer-Tropsch à partir de CO2 (CO2-FTS). Ce processus se décompose en deux étapes successives : (i) l'hydrogénation du CO2 en CO (réaction inverse du gaz à l'eau, ou RWGS), suivie (ii) de l'hydrogénation du CO en hydrocarbures (synthèse de Fischer-Tropsch, ou FTS). Ce projet continue la recherche récente entre les deux laboratoires sur le même sujet, en développant des systèmes catalytiques multifonctionnels assurant la conversion, en une seule étape, dans un seul réacteur et à une seule condition de température et de pression, du CO2 et H2 en carburants liquides. Une attention particulière sera accordée à l'ingénierie de la composition, de la structure et de l'environnement des sites actifs, afin d'établir des relations structure-activité et de comprendre le rôle de chaque composant métallique dans les différentes étapes réactionnelles. Cette stratégie vise à dépasser les limitations des catalyseurs conventionnels en améliorant leur activité, sélectivité, stabilité et résistance à la désactivation. Le projet contribuera ainsi au développement d'une nouvelle génération de catalyseurs multifonctionnels pour la valorisation directe et durable du CO2 en carburants et produits chimiques à valeur ajoutée.
Les missions sont les suivantes :
- Etat de l'art : Une étude bibliographique est prévue sur les derniers travaux publiés sur ce sujet, pour compléter le travail réalisé en début de 2026.
- Synthèse et caractérisation des catalyseurs multifonctionnels : des catalyseurs bimétalliques et multifonctionnels à base de fer et/ou de cobalt pour la conversion directe du CO2 en hydrocarbures par voie Fischer-Tropsch seront développés. L'objectif sera d'obtenir des matériaux présentant une synergie contrôlée entre différentes fonctions catalytiques, permettant de favoriser simultanément l'activation/hydrogénation du CO2, la formation des intermédiaires carbonés et leur transformation sélective en chaînes hydrocarbonées. Les paramètres à étudier sont : la modification des supports catalytiques par des promoteurs efficaces ; le contrôle de la taille, la forme et la composition de la phase active, le contrôle de l'équilibre entre les fonctions pour l'activation du CO2 et de l'hydrogène. Ces matériaux seront caractérisés par différentes méthodes de caractérisation conventionnelles ou avancées.
- Evaluation des systèmes catalytiques en CO2-FTS : Les catalyseurs synthétisés seront évalués à l'échelle laboratoire. La performance des meilleurs catalyseurs pourra être évaluée à l'échelle pilote.
- Valorisation des résultats : Les résultats obtenus feront l'objet de la valorisation sous forme de brevet et ensuite communiqués dans les congrès et les journaux scientifiques.