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Artificial Intelligence meets Material Genome: intelligent design of new MOFs for xylene separation challenge.

Description du projet

Une séparation chimique efficace basée sur des ossatures organométalliques

Les technologies de séparation chimique représentent 15 % de la consommation totale d’énergie de la planète. Financé au titre du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet XYMOF se concentrera sur la séparation du xylène, un produit chimique commun fabriqué à très grande échelle, qui s’avère problématique en raison des propriétés physiques très similaires de ses isomères. En combinant des simulations moléculaires, l’analyse de données et l’intelligence artificielle, le projet ambitionne d’identifier des ossatures organométalliques adaptées à la séparation du xylène. Des matériaux hautement sélectifs, utilisés en tant que membrane ou dans l’unité d’adsorption, faciliteraient grandement la séparation du xylène et entraîneraient des économies d’énergie considérables.

Objectif

Chemical separation technologies consume 15% of the global energy. Separation of xylene, a common chemical produced on an enormous scale, is one of the most difficult cases, due to very similar physical properties of xylene isomers. This project will address this challenge by identifying an adsorptive material with superior selectivity towards the desired isomer, compared to the current state-of-the-art adsorbents. A very selective material, used as a membrane or in the adsorption unit, would make a step-change in the xylene separation technologies and lead to significant energy savings. To achieve this overall objective, I put together a novel computational strategy by combining molecular simulations, data analysis and AI methods. Using this strategy, I will mine tens and hundreds of thousands of real and hypothetical materials that already exist within the Material Genome, a global space of possible materials and their features. The focus of the project will be on Metal-Organic frameworks (MOFs) since they already show a particular promise for difficult separations. Specific scientific objectives of the project aim to i) understand what MOFs are promising for xylene separations ii) what structural features of MOFs are responsible for their specific behaviour iii) and then, using the AI models, design MOFs with superior xylene separation performance.
The progress will be enabled by i) an outstanding research environment of the host group, Prof. Sarkisov, and the infrastructure of the University of Manchester; ii) interdisciplinary and intersectoral collaborations with the leading academics and companies (Prof. Goodwin, University of Oxford, Dr. Pullumbi, Air Liquide); iii) excellent training and professional development opportunities.
Together, the environment of the fellowship and the pioneering research idea in application to the societally relevant and challenging problem, will make this project a stepping stone for my independent academic career.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) H2020-MSCA-IF-2020

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Coordinateur

THE UNIVERSITY OF MANCHESTER
Contribution nette de l'UE
€ 224 933,76
Adresse
OXFORD ROAD
M13 9PL Manchester
Royaume-Uni
Région
North West (England) Greater Manchester Manchester
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 224 933,76