Soutenance de Thèse par:
Mireille BADER
Doctorante en physique
Unité de Dynamique et Structure des Matériaux Moléculaires (UDSMM), Dunkerque
« Propriétés thermiques de matériaux métallo-organiques poreux pour le stockage d’hydrogène »
Cette thèse est réalisée à l’UDSMM, ULCO sous la direction du Pr. Stéphane LONGUEMART et de Dr. Fabrice GOUTIER.
La soutenance aura lieu le Lundi 13 Janvier 2025 à 10h00 (Paris), à l’amphithéâtre de la MREI 1, Dunkerque.
Résumé
L’hydrogène, qui est un vecteur d’énergie propre, pose des problèmes de stockage en raison de sa faible densité. L’utilisation de réseaux métallo-organiques (MOFs), qui sont des structures cristallines avec une porosité et une surface élevées, permet une adsorption efficace de l’hydrogène au niveau moléculaire. Ce mémoire de thèse se concentre sur l’exploration des propriétés thermiques des MOFs MIL-101 (Cr) et MIL-101 (Fe), et de leur association avec de l’oxyde de graphène réduit (rGO), pour des applications dans le cadre du stockage de l’hydrogène. Les propriétés thermiques analysées, cruciales pour maintenir un stockage et une libération efficaces de l’hydrogène, sont la capacité thermique, l’effusivité thermique, la conductivité thermique et la diffusivité thermique. L’inclusion de rGO a été étudiée comme moyen d’améliorer ces propriétés, car il a une excellente conductivité thermique et une grande stabilité structurelle. La synthèse expérimentale et la caractérisation des composites MOF/rGO ont été réalisées et les résultats ont démontré des performances différentes pour chaque MOF malgré une structure comparable, le centre métallique étant différent. Le MIL-101 (Cr) a une meilleure porosité et une plus grande conductivité thermique que le MIL-101 (Fe). En revanche, les performances du MIL-101 (Fe) avec l’oxyde de graphène réduit sont meilleures et plus stables en raison de l’homogénéité et de la dispersion correcte du rGO due à la réalisation du composite par synthèse au lieu d’un assemblage physique comme dans le cas du MIL-101 (Cr).
Doctoral thesis defense entitled:
« Thermal properties of metal organic frameworks for hydrogen storage applications »
This thesis work has been carried out at UDSMM, ULCO under the supervision of Prof. Stéphane LONGUEMART and Dr. Fabrice GOUTIER.
The defense will take place on Monday January 13 2025 at 10h00 (Paris), in the amphitheater of MREI 1, Dunkirk.
Mireille BADER
PhD student in physics
Unité de Dynamique et Structure des Matériaux Moléculaires (UDSMM), Dunkerque
Abstract
While hydrogen represents a clean energy carrier, it poses storage challenges due to its low density. The use of metal-organic frameworks (MOFs), which are crystalline structures with high porosity and surface area, allows efficient hydrogen adsorption at the molecular level. This thesis focuses on exploring the thermal properties of MOFs MIL-101 (Cr) and MIL-101 (Fe), and their association with reduced graphene oxide (rGO), for applications in hydrogen storage. The thermal properties analyzed, crucial to maintain efficient hydrogen storage and release, are heat capacity, thermal effusivity, thermal conductivity, and thermal diffusivity. The inclusion of rGO was investigated as a means to improve these properties, as it has excellent thermal conductivity and high structural stability. Experimental synthesis and characterization of MOF/rGO composites were performed and the results demonstrated different performances for each MOF despite a comparable structure, the metal center being different. The MIL-101 (Cr) has better porosity and higher thermal conductivity than the MIL-101 (Fe). On the other hand, the performances of the MIL-101 (Fe) with reduced graphene oxide are better and more stable because of the homogeneity and proper dispersion of the rGO due to the realization of the composite by synthesis instead of physical assembly as in the case of the MIL-101 (Cr).
