Projet ANR-13-BS08-0004 – GENESIS : Green synthesis of nanoalloys confined into porous scaffolds
Programme : Blanc - SIMI 8 - Chimie du solide, colloïdes, physicochimie (Blanc SIMI 8) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Madame Claudia Zlotea (INSTITUT DE CHIMIE ET DES MATERIAUX PARIS-EST)
Partenaires : Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est; Institut de Sciences des Matériaux de Mulhouse; Multi-Scale Materials Science For Energy And Environment
Montant : 389987.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 42 mois
Résumé : L’objectif principal de ce projet est de développer les connaissances fondamentales en sciences des matériaux en s’intéressant à des hybrides multi-composants possédant un large spectre d’applications. Parmi les nombreux matériaux hybrides existants, ce projet  propose la synthèse et la caractérisation de nano-alliages insérés dans la nanoporosité de différentes structures hôtes à base de carbone en s’appuyant sur le concept de « chimie verte ». L’utilisation de ce type d’hybrides est encore inexplorée dans le domaine des énergies propres (conversion et stockage électrochimique, réactions solide-gaz) bien que les composants individuels de ces hybrides, les nano-alliages (à base de métaux de transition 3d et de métaux nobles) et les carbones poreux à haute surface spécifique montrent des propriétés très prometteuses dans ce domaine. Leur combinaison à l’échelle nanométrique est une nouvelle approche qui devrait conduire à la découverte des matériaux très innovants. De plus, ces hybrides pourront avoir des applications dans d’autres domaines que les énergies renouvelables tels que la catalyse ou la biomédecine. Cette large palette d’applications est due aux propriétés de synergie intéressantes des nano-alliages et ces hybrides seront capables dans un futur proche de répondre aux besoins de l’industrie en matière des nanomatériaux innovants.
Un effort considérable du projet sera dédié à la préparation de ces hybrides innovants contenant des nanoparticules bimétalliques insérées dans la porosité des matrices carbonées en appliquant les concepts de la « chimie verte ». Le principal défi réside dans le contrôle des propriétés texturales de la matrice carbonée ainsi que la composition chimique et la distribution de tailles des nano-alliages. Une fois la synthèse maîtrisée, la caractérisation systématique des hybrides sera réalisée. Les propriétés fondamentales et les interactions mises en jeux dans les applications visées telles que, les réactions solide-gaz et électrochimiques, seront déterminées. Des caractérisations approfondies seront menées à l’aide des grands instruments (neutrons, synchrotron, etc). Enfin, des simulations numériques seront effectuées afin de mener une approche prédictive pour définir les meilleures compositions chimiques et texturales pour ces hybrides.
A notre connaissance, ce type de projet est le premier à adresser simultanément deux principaux problèmes environnementaux : la diminution de la pollution chimique grâce à l’utilisation de méthodes de synthèse éco-conçues et la réduction des émissions des gaz à effet de serre grâce au développement des matériaux pour des applications dans le domaine des énergies propres. 
La collaboration proposée se base sur la participation de deux laboratoires français Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est (ICMPE), Institut de Science des Matériaux De Mulhouse (IS2M) ainsi qu’une unité mixte internationale CNRS-MIT Multi-Scale Materials Science for Energy and Environment (MSE). Ce consortium apportera les compétences complémentaires qui sont nécessaires à assurer le succès et le bon déroulement du projet. Les résultats obtenus dans ce projet impacteront un large domaine d’applications.