Recherche et caractérisation de nouveaux matériaux sélectifs pour le développement d'un procédé d'adsorption des oxydes d'azote (projet ANR : NOA)
Etude
L'émission d'oxydes d'azote (NOx) par les moteurs dans un environnement de travail confiné sans ventilation ni traitement d'échappement, génère des problèmes majeurs de santé et de sécurité. En France, près de 800 000 travailleurs sont exposés à de telles émissions hautement toxiques. Ce projet vise à développer un procédé d’adsorption efficace des NOx, pour les véhicules non routiers, transportable et placé en sortie d’échappement des véhicules. La cartouche de granulés adsorbants doit être périodiquement régénérée hors du véhicule, en différé dans le temps.
Le procédé retenu est l’adsorption gaz-solide, plus efficace que la catalyse à basse température. Le système doit être sélectif, pour piéger les NOx en limitant l’adsorption de l’eau et du dioxyde de carbone, mais l'affinité du matériaux pour les NOx ne doit pas être trop forte pour qu'une régénération des adsorbants soit possible. Une sélection de matériaux sera effectuée à partir de calculs de modélisation moléculaire, pour identifier les meilleurs adsorbants, qui seront synthétisés avec différentes morphologies et caractérisés. Un dispositif transportable sera conçu, dimensionné et développé, en vue d'un transfert de technologie vers les entreprises à la fin du projet.
Quatre équipes universitaires françaises et l'INRS sont impliqués dans ce projet, pour former un consortium complémentaire, qui allie les avantages d'une recherche pluridisciplinaire, impliquant la chimie des matériaux, les analyses thermodynamiques et cinétiques, la modélisation multi-échelles (simulations moléculaires et simulations de procédés).
Valorisations prévues :
- partage des résultats de la recherche avec la communauté scientifique (conférences, publications),
- diffusion des connaissances par le biais d'activités de formation,
- proposition d’un procédé viable et fiable.
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Fiche technique
Fiche technique
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Année de lancement
2021 -
Discipline(s)
Génie des procédés -
Responsable(s)
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Participant(s)
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Collaboration(s) extérieure(s)
Laboratoire de Physique et Chimie Théorique (LCPT - Nancy) - Laboratoire Réactions et Génie des Procédés (LRGP - Nancy) - Institut de Science des Matériaux de Mulhouse (IS2M) - Institut Charles Gerhardt (ICGM - Montpellier) -
Référence
ET2021-005
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Publications et communications
Publications et communications
- KARAMANIS I., MARCHAL M., DAOULI A., BADAWI M., MONNIER H. Adsorption de NO, NO2 et CO sur une zéolite AgX en présence d'eau et d'oxygène gazeux – Une étude théorique (DFT), thermodynamique et cinétique 5/11/2023-ORLANDO-AIChE 2023
- KARAMANIS I., DAOULI A., MONNIER H., BADAWI M. Screening DFT de zéolithes cationiques de type faujasite pour la capture sélective des NOx dans les gaz d'échappement 5/11/2023-ORLANDO-AIChE 2023
- KARAMANIS I., MARCHAL M., MONNIER H., GUILLET-THOMAS R., BADAWI M. Adsorption du CO et du NO par les zéolithes Na-FAU : Effets du rapport Si/Al, de l'oxygène et de l'humidité 5/11/2023-ORLANDO-AIChE 2023
- MONNIER H., KARAMANIS I., MARCHAL M., DAOULI A., BADAWI M. Etude de l'adsorption du CO du NO et de l'eau sur les faujasites au nickel X et Y- DFT, synthèses et études thermodynamiques 5/11/2023-ORLANDO-AIChE 2023
- KARAMANIS I., DAOULI A., MONNIER H., DZIURLA M.A., MAURIN G., BADAWI M. Un criblage DFT systématique de zéolithes cationiques de type faujasite pour l'adsorption de NO, NO2 et H2O Molecular Systems Design & Engineering,mai 2023,DOI: 10.1039/d3me00044c
- KARAMANIS I., MARCHAL M., HESSOU E., DAOULI A., BADAWI M., MONNIER H. Une approche combinée de calculs et d'expérimentations pour prédire l'adsorption des NOx et du CO sur la faujasite d'argent - application au démarrage à froid des moteurs diesel 2/7/2023-PORTOROŽ-9ème Conférence FEZA 2023
- KARAMANIS I., MARCHAL M., DAOULI A., BADAWI M., MONNIER H. Etude de l'adsorption du CO, du NO et de l'eau sur les zéolithes NiY, NiX pour traiter les gaz d'échappement du diesel : Calculs DFT, synthèse des zéolithes, comparaison avec NaY et NaX, adsorption à l'équilibre et adsorption dynamique 2/7/2023-PORTOROŽ-9ème Conférence FEZA 2023
- KARAMANIS I., MARCHAL M., HESSOU E., DAOULI A., BADAWI M., MONNIER H. Performance d'un système de stockage des NOx et du CO par adsorption avec des faujasites X et Y : sodium versus argent 27/3/2023-OBERNAI -Groupe Français des Zéolithes - GFZ 2023
- KARAMANIS I., DAOULIB A., MONNIER H., DZIURLA M.A., BADAWI M. Screening DFT des zéolites cationiques de type faujasite pour l'adsorption de NO, NO2 et H2O 25/1/2023-NANCY-Association Française de l'Adsorption - AFA 2023
- MONNIER H., MARCHAL M., KARAMANIS I., BADAWI M. Diesel, le mal aimé, focus sur une problématique « santé au travail » 25/1/2023-NANCY-Association Française de l'Adsorption - AFA 2023