Étude de l’effet de la structure et la composition du matériau sur ses performances en séparation de mélanges de gaz

Un des atouts des méthodes de modélisation moléculaire est la possibilité d’obtenir une image à l’échelle atomique des systèmes étudiés. Dans le cas des matériaux poreux utilisés pour la séparation de mélange de gaz, ces méthodes permettent de prédire la selectivité d’adsorption d’un composant du mélange par rapport à un autre, et d’identifier un mécanisme d’adsorption à partir des interactions intermoléculaires impliquées. La topologie du matériau peut aussi jouer un rôle important dans la performance. La figure ci-contre illustre un travail de simulation Monte Carlo utilisant des champs de force. On constate que dans le cas d’un mélange de n-hexane / 2,2-dimethylbutane, ou n-hexane / benzene, la structure MOF UiO-66 adsorbe sélectivement les molecules non-linéaires, laissant passer les molécules linéaires. Ce résultat a été corroboré par des expériences de chromatographie.

Naseem Ramsahye

Mon activité de recherche est centrée sur l’application des techniques de modélisation moléculaire (principalement basées sur les champs de force classiques) aux problèmes d’adsorption et de séparation de molecules de gaz polluants dans les matériaux poreux, tels que les Metal-Organic Frameworks « MOFs », les zéolithes et les membranes hybrides, constituées par l’association d’un MOF et d’un polymère. En parallèle, j’étudie aussi la diffusion d’ions (protons) dans les MOFs, en vue d’applications dans le domaine des piles à combustibles.

Un autre volet de mon activité porte sur l’étude des matériaux ayant de propriétés thermoélectriques, en combinant des méthodes classiques et quantiques. Les données obtenues seront ensuite utilisées pour alimenter des bases dans une approche « Machine Learning », appliquée à la conception des matériaux ayant des propriétés thermoélectriques optimisées.

 

I. A propos
II. Activités de recherche
III. Production scientifique