Work Package 2 : Vers des stratégies innovantes de transformation du CO2 combinant haute performance et faible impact environnemental

Une stratégie consistera à développer des systèmes électro- ou/et photo-catalytiques innovants pour activer le CO₂ et le transformer en produits sélectifs d'intérêt basés sur une approche bio-inspirée, c'est-à-dire sur l'utilisation de modèles synthétiques, de métalloenzymes ou d'assemblages hybrides. Dans tous ces systèmes, le CO₂ est activé et transformé au niveau d'un centre métallique composé de métaux non nobles et non toxiques, et leurs performances en termes d'efficacité, de sélectivité et de robustesse seront évaluées dans des conditions catalytiques homogènes ou/et hétérogènes, et à température et pression douces (contributions à la tâche 2.3). Pour aller au-delà de la production de produits C1, des processus chimiques en cascade seront également mis en œuvre.

Dans le but d'améliorer l'efficacité, la sélectivité et la stabilité des systèmes catalytiques, la compréhension complète du mécanisme catalytique et du ou des processus de dégradation sera étudiée afin de concevoir de manière rationnelle leur prochaine génération (contributions à la tâche 2.1). Pour ce faire, nous utiliserons plusieurs approches complémentaires : l'investigation in operando basée sur différentes techniques spectroscopiques ou spectrométriques,  le piégeage et la caractérisation des espèces à courte durée de vie pour identifier les espèces intermédiaires, et la chimie quantique basée sur différentes méthodologies, y compris les dynamiques, pour prédire les mécanismes complets.

Pour réaliser une analyse approfondie des impacts environnementaux des nouvelles approches technologiques, la méthodologie normalisée de l'analyse du cycle de vie (ACV) est l'outil le plus avancé car elle est basée sur une évaluation globale et multicritères. Cependant, pour avoir un impact concret, l'ACV doit être réalisée le plus tôt possible pour avoir un impact réel sur les décisions de développement et aboutir à un système répondant au mieux aux réglementations et aux attentes politiques et sociales. Dans ce work package, nous allons cibler nos dernières percées dans les technologies CCU pour fournir des données pour l'ACV, de sorte que les processus développés puissent être mis à l'échelle, évalués et optimisés (apports au work package 1 et à la tâche 2.1) sur la base de cette analyse et des méthodes d'ingénierie industrielle.