Dans le cadre du programme ANR (ANR-25-CE51-0120), le projet e-FixedBed a pour ambition de développer un nouveau concept de réacteur électrifié catalytique en réalisant un chauffage in-situ d'un lit fixe en faisant passer un courant électrique dans le lit directement. Actuellement, le concept de chauffage par effet Joule est étudié depuis 5 ans soit par passage de courant à travers le tube externe du lit, soit in-situ en utilisant un interne conducteur structuré comme les mousses à porosité ouverte pour des réactions catalytiques principalement endothermique. Si le concept a été démontré, l'utilisation de mousses comme support de catalyseur reste très contraignante car un coating est requis pour déposer la phase active; et surtout la quantité de catalyseur par unité de volume reste faible ce qui conduit à des productivités volumétriques plus limitées par rapport à un lit fixe traditionnel même en considérant les apports des mousses sur les limitations diffusionnelles externes par exemple. Le projet abordera les problématiques de matériau constituant le lit avec comme point de départ des supports à base de biochar; la problématique du point de contact solide-solide et de la circulation du courant électrique ; des performances en transfert de chaleur; d'une mise en application avec la réaction RWGS et du reformage à sec, et enfin des problématiques liées à la sécurité de ce procédé électrifié, du scale-up et d'aspect technico-économiques abordés de manière préliminaire.
Les objectifs de la thèse sont:
i) comprendre et optimiser le passage de courant dans un empilement de particules ;
ii) mettre en œuvre une preuve de concept d’un réacteur électrifié par effet Joule pour la réaction RWGS et réaliser une étude paramétrique ;
iii) étudier le scale-up du concept par modélisation/simulation.
