Analyse d'un catalyseur d'hydrogène

Les catalyseurs d'hydrogène sont essentiels pour améliorer l'efficacité de la production, du stockage et de l'utilisation de l'hydrogène. Ils jouent un rôle important dans plusieurs technologies :

• Électrolyse : Les catalyseurs à base de platine et d'oxyde d'iridium permettent de décomposer l'eau en hydrogène et en oxygène
• Photocatalyse : Les systèmes à base de dioxyde de titane exploitent la lumière du soleil pour produire de l'hydrogène
• Reformage à la vapeur : Les catalyseurs de nickel convertissent le méthane en hydrogène
• Piles à combustible : Le platine et le nickel rendent possible la réaction électrochimique entre l'hydrogène et l'oxygène
• Usages industriels : Les catalyseurs jouent un rôle clé dans des procédés comme la synthèse de l'ammoniac et l'hydrocraquage

Les composants clés d'une économie basée sur l'hydrogène sont les suivants :

Production d'hydrogène

Technologies :

• Classique : Le reformage du méthane à la vapeur (SMR) produit du H₂ et du CO₂
• Alternative écologique : L'électrolyse alimentée par des énergies renouvelables crée un hydrogène propre appelé « hydrogène vert »

Matériaux :adsorbants, membranes, catalyseurs 

Objectifs des mesures : 

• Optimiser la durée de vie, l'activité et la dispersion du catalyseur 
• Optimiser les cycles d'adsorption/de désorption 
• Déterminer l'adsorption du CO₂ 
• Déterminer la taille des pores de la membrane

Stockage de l'hydrogène

Technologies

L'hydrogène peut être stocké sous les formes suivantes :

• Gaz comprimé
• Hydrogène liquéfié
• Sous forme de liaison chimique (hydrures métalliques, vecteurs liquides organiques d'hydrogène, structures organométalliques, zéolites, carbone)

Matériaux : Adsorbants, catalyseurs

Objectifs des mesures :

• Évaluer les performances d'adsorption du H₂
• Étudier l'efficacité et la durabilité des catalyseurs

Définir les applications de l'hydrogène

Technologies

L'hydrogène est polyvalent :

• utilisé dans les piles à combustible pour la production d'électricité
• brûlé pour produire de la chaleur nécessaire aux usages industriels
• utilisé comme agent réducteur dans la production de métaux

Matériaux : Membranes, catalyseurs, adsorbants

Objectifs des mesures :

• caractériser la surface active du catalyseur par chimisorption
• optimiser la structure des pores de la membrane
• étudier les performances et l'efficacité des piles à combustible

Epsilon 1

• Analyse élémentaire non destructive et rapide des catalyseurs, supports et adsorbants
• Surveillance de la composition élémentaire pour l'optimisation des processus et le contrôle qualité
• Analyse de la charge métallique, de l'homogénéité, de la dispersion et de la contamination du métal dans les matériaux avancés

3Flex

• Analyseur d'adsorption haute performance pour mesurer la surface spécifique, la taille et le volume des pores
• Comprendre le coût énergétique du processus d'adsorption à l'aide de la chaleur isostérique d'adsorption
• Optimiser la taille des pores d'un matériau pour améliorer sa capacité d'adsorption

• AutoChem : utilise des techniques dynamiques pour caractériser les sites actifs des matériaux
• 3Flex : recourt à la physisorption et la chimisorption statique/dynamique pour caractériser les catalyseurs et leurs supports
• ICCS : caractérise les catalyseurs in situ pour comprendre l'effet des conditions de réaction sur le catalyseur
• Flow Reactor : recourt à un réacteur de paillasse pour étudier, comprendre et optimiser les performances du catalyseur
• Aeris et XRD Empyrean : détermine la taille des nanoparticules grâce à la cristallographie haute résolution
• Mastersizer et Zetasizer : mesure la taille et le potentiel zêta des particules
• Epsilon XLine : analyse l'homogénéité de la composition élémentaire dans les membranes à revêtement catalytique

• 3Flex : analyseur d'adsorption hautes performances pour mesurer la surface spécifique, la taille et le volume des pores
• Breakthrough Analyzer (BTA) : caractérise précisément l'adsorbant ou la membrane dans les conditions spécifiques à un processus donné
• AutoPore : l'analyse porosimétrie au mercure permet une caractérisation détaillée des matériaux poreux
• AccuPore : la porométrie à flux capillaire analyse la taille des pores dans les membranes
• HPVA  : méthode volumétrique statique pour obtenir des isothermes d'adsorption et de désorption haute pression