D'une olivine naturelle à un catalyseur industriel au nickel pour la production d'hydrogène à partir de biomasse

Abstract
L'olivine naturelle ((Mg,Fe)₂SiO₄) présente un double intérêt comme catalyseur de gazéification de la biomasse en lit fluidisé circulant : son activité catalytique supérieure à la silice et sa grande dureté lui conférant une résistance à l'attrition. L'addition de nickel à l'olivine naturelle permet d'obtenir un catalyseur de reformage du méthane et des goudrons répondant aux exigences liées au procédé, à savoir une utilisation en lit fluidisé circulant alternativement en phase réductrice et oxydante et une association forte nickel-olivine. Le rôle des différentes phases présentes dans l'olivine est mis en évidence par DRX, TPR, MEB et spectroscopie Mössbauer. Cette étude permet d'identifier les interactions nickel-support du catalyseur créées à différentes températures de calcination et d'expliquer les mécanismes de formation du catalyseur actif. Un rejet de fer sous forme d'oxyde est observé. Il peut être expliqué soit par à un échange avec le nickel, sans modification de la structure olivine initiale, conduisant à la formulation ((Mg,Ni)₂SiO₄), soit par la précipitation d'une phase MgO avec formation d'une solution solide NiO-MgO. La deuxième hypothèse est privilégiée car la présence de cette phase est cohérente avec l'existence d'interactions fortes nickel-olivine et avec les rapports Ni/Mg1 à la surface des grains sur l'échantillon Ni/olivine calciné à 1100C. Elle explique la grande activité catalytique de cet échantillon en reformage du méthane.