Détermination de sites actifs et de la capacité d'adsorption du CO2 dans des réseaux organométalliques à l'aide de la théorie de la fonctionnelle de la densité

La transition vers l’énergie durable entraine une demande accrue de carburants et de produits chimiques neutres en carbone. La capture et l’utilisation du carbone (CCU) émergent comme des solutions technologiques prometteuses pour les systèmes énergétiques modernes. Une approche clé de la capture du carbone implique l’utilisation de matériaux solides pour l’adsorption du CO2, dont les réseaux organométalliques (MOFs). Les MOFs sont des matériaux constitués de noyaux métalliques interreliés par des ligands organiques pour créer une structure poreuse. Ils ont fait l’objet d’une attention particulière en raison de leurs propriétés d’adsorption exceptionnelles et ont trouvé des applications dans des secteurs tels que le stockage du gaz, la séparation et la catalyse. Plus récemment, les MOFs ont été explorés en tant que matériaux à double fonction pour capturer le CO2 et le convertir en méthane à l’aide de catalyseurs insérés dans le réseau poreux. Les caractéristiques qui rendent des structures de MOFs intéressan

Abstract

The transition to sustainable energy is driving increased demand for carbon-neutral fuels and chemicals. Carbon capture and utilization (CCU) is emerging as a promising technological solution for modern energy systems. A key approach to carbon capture involves the use of solid materials for CO2 adsorption, including metal-organic frameworks (MOFs). MOFs are materials made up of metal cores interconnected by organic ligands to create a porous struc-ture. They have received particular attention for their outstanding adsorption properties, and have found applications in sectors such as gas storage, separation and catalysis. Re-cently, MOFs have been studied as dual-functionnal materials for CO2 capture and methane conversion using catalysts inserted into the porous network. The features that make MOF structures interesting are simplicity of synthesis, as well as high chemical and thermal sta-bility. These qualities make MOF-808, NU-1000 and RE-CU-10 (RE = Y, Gd, Yb) prime candidates for CO2 capture and utilizati