Nano-filet pour gaz toxiques
Capter les gaz toxiques produits par l’industrie ? Il y a des matériaux pour ça. Purifier les ressources fossiles extraites du sol ? Ces mêmes objets peuvent s’en occuper. Ces matériaux, ce sont des hybrides poreux faits d’oxydes de métal connectés par un ligand organique. Une famille de ces matériaux vient d’être identifiée par des scientifiques de l'université saoudienne KAUST et de l'Institut Charles Gerhardt Montpellier (CNRS/Université de Montpellier/ENSCM)1. Ces hybrides ont le potentiel de piéger simultanément dans leurs pores nanoscopiques le dioxyde de carbone et l’hydrogène sulfuré. Ces travaux sont publiés dans la revue Nature Energy.
Le dioxyde de carbone et l’hydrogène sulfuré sont des gaz toxiques contribuant dangereusement à la dégradation de la qualité de l’air. Dans le secteur de l’énergie, ils sont aussi des contaminants qui diminuent la qualité du pétrole, du gaz naturel, ou des biogaz. Dans les deux cas, ils doivent être éliminés. Des scientifiques de l’Université de KAUST et de l’Institut Charles Gerhardt Montpellier proposent justement un moyen inédit pour ce faire.
L’équipe pluridisciplinaire a couplé ses expertises dans les domaines de la synthèse, de l’adsorption et de la modélisation moléculaire pour identifier de nouveaux matériaux hybrides de la famille des MOFs (Metal organic framework). Ces solides présentent des cavités de dimensions nanométriques capables de capturer simultanément le dioxyde de carbone et l’hydrogène sulfuré en présence de méthane, grâce à un phénomène d’adsorption1. Les performances de ces MOFs sont uniques vis-à-vis d’autres adsorbants couramment employés, comme les zéolithes, dont la régénération est particulièrement énergivore.
D'un point de vue plus général, cette découverte dans le domaine des MOFs illustre qu’il est possible de moduler à souhait les propriétés structurales et chimiques de cette famille de solides hybrides poreux afin de les adapter pour la séparation de molécules d’intérêt sociétal. Ces filets à molécules n’ont pas fini de faire parler d’eux, que ce soit dans la protection de l’environnement ou dans l’efficacité énergétique.
1 En collaboration avec Georgia Institute of Technology
Référence
Y. Belmabkhout, P.M. Bhatt, K. Adil, R.S. Pillai, A. Cadiau, A. Shkurenko, G. Maurin, L. Gongping, W.J. Koros & M. Eddaoudi
Natural gas upgrading using a fluorinated MOF with tuned H2S/CO2 adsorption selectivity
Nature Energy – Octobre 2018
DOI: 10.1038/s41560-018-0267-0