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Start-up

CATMAG : un nouveau procédé original pour le stockage des énergies

Grâce à l’échauffement des nanoparticules organométalliques par induction magnétique, Bruno Chaudret, Marc Respaud et Julian Carrey du Laboratoire de physique et chimie des nano-objets1 à Toulouse, proposent un procédé catalytique original pour la synthèse de méthane à partir de dioxyde de carbone et de dihydrogène. Une piste industrielle pour le stockage des énergies intermittentes éolienne ou photovoltaïque.

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Présentes à l’état naturel ou artefacts de l’activité humaine, les nanoparticules sont aujourd’hui très largement façonnées par l’homme. Objets de la taille d’un milliardième de mètre constitués de plusieurs atomes empilés de manière régulière, elles intéressent de nombreux secteurs : le bâtiment, l’automobile, l’emballage, la chimie, l’environnement, l'électronique, le stockage et la production d’énergie, la santé. Tous cherchent à exploiter leurs singulières propriétés magnétiques, optiques, électroniques, catalytiques et biologiques, conférées par leur matériau, leur taille ou leur forme.

L’équipe de Bruno Chaudret, du Laboratoire de physique et chimie des nano-objets1 à Toulouse, s’applique, dans le cadre du projet CATMAG, à mettre sur la voie de l’industrialisation un nouveau procédé de catalyse à base de nanoparticules organométalliques chauffées par induction magnétique. Projet émergent à fort potentiel d’innovation, CATMAG est un des premiers lauréats du programme d’incitation à l’innovation lancé en 2014 par le CNRS. Il a bénéficié à ce titre d’un soutien financier et humain additionnel, en amont des missions de maturation des SATT. Ce projet entre désormais en phase préindustrielle, en collaboration avec la société LEAF2. L’objectif est in fine de réussir à stocker les énergies renouvelables intermittentes sous forme de méthane (CH4) synthétisé à partir de dioxyde de carbone (CO2).

 

Puissance de chauffe et propriétés catalytiques des nanoparticules magnétiques

La technologie CNRS brevetée derrière CATMAG tire parti d’une propriété des nanoparticules ferromagnétiques. Soumises à un champ magnétique haute fréquence, celles-ci produisent, de façon quasi-instantanée (de l’ordre d’une milliseconde) et en surface, une grande quantité de chaleur pouvant être utilisée pour catalyser des réactions chimiques. En optimisant progressivement les puissances de chauffe de ces nanoparticules magnétiques et en les conjuguant à de meilleures propriétés catalytiques, l’équipe de Bruno Chaudret a mis au point un procédé très performant, capable de produire dix fois plus de chaleur que le précédent.

La catalyse de réactions chimiques par induction magnétique de nanoparticules organométalliques est une alternative intéressante aux méthodes de production de chaleur basées sur l’utilisation de réacteurs (four, chauffage par micro-ondes) et peut se révéler plus efficace et sélective. Coût amoindri, ultra flexibilité en matière d’utilisation, elle est des plus attractives pour des synthèses à fort enjeu industriel. Parmi ces dernières, la réaction de Sabatier, qui produit du méthane (CH4) à partir du dihydrogène (H2) et du dioxyde de carbone (CO2) en présence d’un catalyseur, occupe une place de choix.

Conditionnée par la météo, la production d’électricité par les énergies renouvelables de type éolienne ou photovoltaïque est, par définition, de nature intermittente. Depuis quelque temps, l’idée de transformer cette électricité en une molécule subséquemment stockée et utilisable à l’envi fait son chemin. En utilisant cette énergie pour générer, par électrolyse de l’eau, du dihydrogène (H2) et de l’oxygène (O), puis en produisant, en présence d’un catalyseur, du méthane à l’aide de CO2 capturé à la sortie des cheminées, il devient possible de lisser cette production. C’est ce qu’envisage justement de réaliser d’ici quelques années l’entreprise LEAF, avec laquelle s’est associé le laboratoire : commercialiser de petites installations capables de fournir, à partir de l’énergie solaire, du méthane, là où le gaz de ville n’est pas accessible.

1 CNRS/INSA Toulouse/UPS.

2 Société LEAF, Ecoparc Technowest, 17 rue du Commandant Charcot, 33290 Blanquefort.

 

Contact :

Bruno Chaudret / Laboratoire de physique et chimie des nano-objets / chaudret@insa-toulouse.fr