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Brevets et licences

Produire du méthane grâce à l'hyperthermie magnétique

Le procédé Méthamag, mis au point au Laboratoire de physique et chimie des nano-objets1, utilise des nanoparticules magnétiques pour activer la réaction catalytique de conversion du CO2 en méthane. Un projet de maturation est en cours en partenariat avec la société Teréga.

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Les éoliennes et les panneaux solaires produisent de l'électricité de manière intermittente. Pour une utilisation optimale, cette énergie doit pouvoir être stockée quand elle n'est pas directement consommée. L'une des solutions est la filière dite "Power to gas", qui utilise l'électricité pour produire de l'hydrogène par électrolyse de l'eau, et du méthane par hydrogénation du CO2 en CH4. Ces gaz peuvent alors être injectés dans les infrastructures gazières : réseaux de transport, réseaux de distribution et stockage.

Le procédé Méthamag, développé au Laboratoire de physique et chimie des nano-objets, effectue la conversion du CO2 en méthane – la méthanation – en exploitant des nanoparticules magnétiques chauffées par induction. Le phénomène d'hyperthermie magnétique permet en effet d'activer le catalyseur de la réaction de méthanation. " Le procédé Méthamag est bien adapté aux énergies intermittentes, car l'activation du catalyseur est quasi instantanée, et le redémarrage de la réaction est donc immédiat ", indique Bruno Chaudret, directeur de recherche CNRS et directeur du Laboratoire de physique et chimie des nano-objets.

Méthamag est le fruit de recherches2 sur les nanoparticules magnétiques menées depuis des années par des chimistes et des physiciens du laboratoire. Ces travaux ont permis de maîtriser la composition, la forme et la croissance des nanoparticules et de contrôler leurs propriétés physiques, notamment le chauffage par induction magnétique. Un projet de prématuration a été financé par le CNRS afin d'exploiter l'hyperthermie magnétique pour la catalyse de réactions chimiques. Une bourse ERC a ensuite permis d'étudier les différentes applications possibles de la catalyse par ces nanoparticules. Enfin, la mise au point de la réaction de méthanation a été possible grâce à une pré-maturation financée par la Satt Toulouse Tech Transfer (TTT).

Une première application à la production de méthane par hydrogénation du CO2, basée sur des nanoparticules de FeC ou de FeNi, fait maintenant l'objet d'un projet de maturation avec la société Teréga, spécialiste des infrastructures de stockage et de transport de gaz. L'accord de partenariat signé entre Teréga et TTT prévoit la mise en œuvre d'une unité pilote de méthanation basée sur le procédé Méthamag. L'objectif du projet est d'augmenter le niveau de production, et d'optimiser le procédé, notamment son efficacité énergétique.

En parallèle, les chercheurs du Laboratoire de physique et chimie des nano-objets poursuivent les recherches sur la composition et les propriétés de nanoparticules magnétiques, susceptibles d'activer d'autres réactions catalytiques.

 

1 CNRS/Insa Toulouse/Université Toulouse III- Paul Sabatier

2 Plusieurs brevets ont été déposés, parmi lesquels :

  • WO 2017103492 « Nanoparticules de carbure de fer, procédé pour leur préparation et leur utilisation pour la production de chaleur », en copropriété CNRS/Insa Toulouse, publié le 22/06/2017 ;
  • WO2014162099 « Procédé chimique catalysé par des nanoparticules ferromagnétiques », copropriété CNRS/Insa Toulouse/Université Toulouse III Paul Sabatier, publié le 09/10/2014.

Contact :

Bruno Chaudret / Directeur de recherche CNRS / chaudret@insa-toulouse.fr