Spin-crossover matériaux pour la capture et la libération efficace de gaz

par Angel Fernandez blanco

Projet de thèse en 2MGE : Matériaux, Mécanique, Génie civil, Electrochimie

Sous la direction de Roberta Poloni.

Thèses en préparation à l'Université Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production , en partenariat avec Science et Ingénierie des Matériaux et Procédés (laboratoire) depuis le 01-11-2018 .


  • Résumé

    L'idée du projet est d'utiliser les changements électroniques et structurels induits par la transition spin-crossover (SCO) dans le open-metal site des structures metal organic frameworks (MOFs) dérivées de la famille des clathrates de Hofmann pour obtenir un processus efficace d'adsorption de gaz / désorption. Le phénomène SCO est la transition électronique d'une configuration de low spin à une configuration de high spin dans un centre métallique induit par une perturbation externe telle que la température, la pression ou l'excitation lumineuse. Le projet est motivé par le développement d'une technologie efficace de capture du carbone qui peut être mise en œuvre à grande échelle dans l'industrie comme solution à court terme pour réduire les émissions de dioxyde de carbone qui mènent au problème du changement climatique. Cependant, le projet ne se concentre pas uniquement sur l'adsorption de dioxyde de carbone mais également sur d'autres gaz toxiques et nocifs pour l'environnement comme le CO ou le SO2. Afin de concevoir le MOF idéal qui remplit les caractéristiques souhaitables, nous utilisons de manière complémentaire les informations provenant d'expériences neutroniques (diffraction sur poudre de neutrons et diffusion de neutrons inélastiques) et de calculs ab initio (DFT avec QuantumEspresso et SIESTA).

  • Titre traduit

    Spin-crossover molecular based materials for efficient gas capture and release


  • Résumé

    The idea of the project is to use the electronic and structural changes induced by spin-crossover (SCO) transition in the open-metal site of metal organic frameworks (MOFs) derived from the family of Hofmann clathrates to get an efficient process of gas adsorption/desorption. The SCO phenomenon is the electronic transition from low spin to high spin configuration in a metallic centre induced by an external perturbation such as temperature, pressure or light excitation. The project is motivated by the development of an efficient carbon capture technology that can be implemented at large scale in the industry as a short-term solution to decrease the carbon dioxide emissions that lead to the climate change problem. However, the project is not focused only in the adsorption of carbon dioxide but also in other toxic and harmful gases for the environment such as CO or SO2. In order to design the ideal MOF that fulfil the desirable characteristics we are using in a complementary way the information coming from neutron experiments (Neutron powder diffraction and Inelastic neutron scattering) and ab initio calculations (DFT with QuantumEspresso and SIESTA).