Les MOFs, nouveaux matériaux pour mieux stocker les gaz industriels inflammables
L’équipe de recherche Chimie Organométallique et Catalyse de Polymérisation (COCP) de l’IRCP (Chimie ParisTech – PSL / CNRS) notamment grâce aux travaux de François-Xavier Coudert, Air Liquide et l’Université de Kyoto (Japon) ont a mis en évidence les propriétés prometteuses d’une nouvelle famille de matériaux pour le stockage de gaz inflammables tel que l’acétylène. Nanoporeux et flexibles, ces matériaux peuvent être modifiés pour améliorer l’adsorption de petites molécules dans des conditions de température et de pression adaptées au secteur industriel. Ces résultats sont publiés le 21 avril 2022 dans la revue Nature Chemistry.
- Stocker mieux et plus grâce aux MOFs est une découverte de taille, pouvez-vous nous nous en dire davantage ? Cette découverte permettra-t-elle une économie plus vertueuse pour les stockages de gaz inflammables ?
Le stockage des gaz dans les matériaux nanoporeux est une solution déjà employée à l’échelle industrielle, mais le problème est souvent que le stockage du gaz se fait d’habitude à une pression fixe pour chaque matériau, qui ne correspond pas nécessairement aux contraintes industrielles. Avec cette nouvelle famille de matériaux, on peut contrôler de façon très fine la pression d’adsorption du gaz, ce qui n’est pas possible avec des matériaux poreux classiques.
- Comment avez-vous travaillé au sein des International Research Projects ? Avez-vous par exemple « séquencé » vos recherches en fonction des spécialités de chacun ? Et qu’apporte ce type de collaboration entre chercheurs ?
Structure du Metal-Organic Framework MOF-508, composé de carbone (noir), d’azote (bleu), d’oxygène (rouge) et de zinc (vert). La flexibilité et le caractère entrelacé de ce réseau sont des paramètres clefs pour le stockage de l’acétylène.
© François-Xavier Coudert/CNRS
Le grand intérêt de cette collaboration, au sein de l’IRP franco-japonais, vient de la complémentarité des expertises rassemblées. L’équipe de l’université de Kyoto est à la pointe du domaine en termes de synthèse et de caractérisation des matériaux, l’IRCP apporte son expertise sur la modélisation thermodynamique et la simulation numérique de l’adsorption, et Air Liquide apporte une perspective industrielle et contribue à la réalisation de démonstrateurs et pilotes.