Boosting high-resolution NMR of high- and low gamma nuclei in with dynamic nuclear polarization, for innovative materials and CO2 capture

Le développement de nouveaux matériaux et procédés chimiques pour stocker et transporter l’énergie provenant de sources renouvelables, ou pour piéger et valoriser le CO2, nécessite l’accès à des instruments offrant les meilleures possibilités techniques. La spectroscopie de RMN est une méthode de choix pour sonder la matière à l’échelle atomique, à la fois dans les liquides et les solides, dans une large gamme de températures.

Ce projet a pour objectif de mettre à niveau le spectromètre à 800 MHz du laboratoire CPCV et d’étendre ses capacités afin d’étudier des questions clés telles que la capture du CO2, la valorisation de la biomasse ou le stockage de l’énergie. La capture et le stockage du carbone représentent une voie majeure pour le contrôle des émissions de CO2. Si l’absorption du CO2 par des solutions d’amines est une approche bien établie, le coût énergétique prohibitif du processus de
régénération des amines reste une limitation majeure. De nouveaux catalyseurs sont nécessaires pour rendre ce processus suffisamment efficace pour être utilisable à l’échelle industrielle.

Ce projet s’attachera également à l’étude de catalyseurs pour la désoxygénation des plastiques et de la biomasse. Enfin, la caractérisation des composés à base de métaux utilisés dans les batteries et la catalyse revêtent une grande importance dans une perspective de conception de matériaux innovants, en particulier en ce qui concerne les batteries ou les catalyseurs d’hydrogazéification. Les noyaux de faible sensibilité sont au coeur de tous les systèmes énumérés ci-dessus et nécessitent l’utilisation d’un spectromètre RMN à très haut champ. La caractérisation de ces noyaux par RMN bénéficiera en outre de l’instrumentation que nous construisons pour le spectromètre à 800 MHz, telle une sonde RMN à très basse température (10 K) pour la RMN de matériaux contenant des noyaux quadrupolaires.