Des matériaux nanoporeux pour une capture sélective du dioxyde de carbone
Le projet CAPZEO (Microscopic investigations of CO2 capture and scattering on liquid gas interface), financé par l'UE, a été lancé pour renforcer les partenariats entre des chercheurs européens et non-européens. Trois partenaires d'Europe et deux du Maroc et de Tunisie ont uni leurs efforts pour modéliser l'adsorption du CO2 par des structures d'imidazolate zéolitique (ZIF) et leurs entités constitutives. Tout comme les zéolites, les ZIF, qui sont une classe de structures métallo-organiques, ont des pores qui peuvent assurer une capture et un stockage hautement sélectifs du CO2. L'équipe de CAPZEO s'est axée sur les calculs de structure électronique nécessaires à la modélisation de l'adsorption du CO2 au niveau atomique. L'objectif final était de déduire et optimiser les paramètres de base des interactions entre les paires moléculaires de CO2 et entre les molécules de CO2 et les ZIF. La détermination des paramètres microscopiques de la capture du CO2 a été une première étape essentielle pour étudier la dépendance du processus d'adsorption par rapport à la pression et la température. Ces paramètres ont ensuite été intégrés à la description macroscopique. Une autre partie de la recherche de l'équipe a concerné l'étude théorique de la diffusion du CO2 sur une interface liquide-gaz au niveau microscopique. Une monocouche de sous-unités de ZIF absorbées sur une surface d'or a servi à la modélisation du côté liquide de l'interface. Les chercheurs ont d'autre part exploré la stéréodynamique de la diffusion du CO2 sur la surface du modèle. CAPZEO a été un partenariat réussi, comme le montrent 45 publications dans des prestigieuses revues évaluées par des pairs. Le projet a également organisé une université d'été et un colloque international, qui ont été consacrés aux méthodes théoriques pour l'étude des systèmes impliquant des espèces moléculaires.
Mots‑clés
Nanomatériaux, capture du dioxyde de carbone, CAPZEO, structures d'imidazolate zéolitique, structure électronique
