Gestion de la thermicité des matériaux MOF

Janvier 2024 – Juin 2027

Coordinateur IMN du projet :  Thomas Devic (équipe ST2E)

Personnels IMN impliqués : Stéphane Grolleau (IE université), Nicolas Stéphant (IE université)

 

Les MOF (Metal-Organic Framework) sont des adsorbants émergents dont les capacités d’adsorption sont jusqu’à 60% supérieures à celles des charbons actifs ou zéolithes conventionnels, ouvrant des perspectives prometteuses pour les enjeux stratégiques de transition énergétique comme la capture du CO2 ou le stockage de vecteurs énergétiques (H2, CH4, GN). Néanmoins, ces capacités avancées s’accompagnent d’effet thermiques inhibiteurs tout aussi importants (exothermique lors de l’adsorption, endothermique lors de la désorption). A l’échelle des applications industrielles, ces effets induisent des baisses de performances significatives (en capacité, sélectivité et cinétiques de charge/décharge), ou encore d’éventuels dangers de points chauds. Jusqu’alors, bien que la littérature concernant les MOF soit pléthorique, peu de recherches ont été consacrées à la gestion de ces phénomènes de thermicité. Le projet TEM-MOF leur est entièrement consacré, regroupant un consortium de partenaires complémentaires (IMN, LTeN, ICMN). Nous nous intéresserons en particulier au développement de composites conducteurs MOF/graphite permettant d’améliorer le fonctionnement des procédés d’adsorption, par exemple la capture de CO₂ en procédés TSA. Les 4 années de projet sont partagées entre les activités d’élaboration de MOF ou de composites, de caractérisations, de comparaisons de performances entre MOF et composites, de modélisations multi-échelles et d’expérimentations applicatives pilotes.