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La structure cristalline de SBMOF-1.
Berend Smit/EPFL(sda-ats)
Une équipe internationale de scientifiques à l'EPFL et aux Etats-Unis a découvert un matériau qui permet d'absorber les gaz résiduels des déchets nucléaires de manière plus efficace. La méthode est également plus sûre et moins coûteuse.
Les usines de retraitement des déchets nucléaires génèrent des radionucléides volatils tels que le xénon et le krypton en tant que sous-produits de certains processus chimiques. Les méthodes utilisées pour capturer et éliminer ces gaz impliquent une distillation à très basse température, ce qui est coûteux à la fois en énergie et en argent, et présente un risque d'explosion, a indiqué mardi l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL).
Après avoir passé au crible des centaines de milliers de matériaux, des scientifiques, dirigés par le laboratoire de Berend Smit à l'EPFL à Sion et des confrères aux Etats-Unis, viennent d'identifier un matériau pouvant être utilisé comme une alternative efficace, bon marché et plus sûre pour séparer le xénon et le krypton à température ambiante.
Le matériau, abrégé SBMOF-1, est un cristal nanoporeux. Il appartient à une classe de matériaux utilisés actuellement pour éliminer les émissions de CO2 et d'autres polluants dangereux.
Matériaux multiusages
Ces matériaux sont également très versatiles, les scientifiques peuvent les modifier pour qu'ils s'assemblent en structures cristallines ordonnées et prédéterminées. Ainsi, ils peuvent synthétiser des millions de matériaux faits sur mesure, qui peuvent être optimisés pour la séparation de gaz, la catalyse, la détection chimique et l'optique.
Les scientifiques ont procédé à une sélection poussée dans de grandes bases de données de matériaux, sur plus de 125'000 candidats. Pour ce faire, ils ont eu recours à des simulations moléculaires pour trouver des structures capables de séparer le xénon et le krypton, dans des conditions comparables à celles du retraitement des déchets nucléaires.
Revendre le xénon
Du fait que le xénon a une demi-vie beaucoup plus courte que le krypton - un mois contre une décennie - les scientifiques devaient trouver un matériau qui serait sélectif pour les deux, mais qui pourrait les capturer séparément. Comme le xénon est utilisé dans l'éclairage commercial, la propulsion, l'imagerie, l'anesthésie et l'isolation, il peut aussi être revendu sur le marché de la chimie pour réduire les coûts.
Les scientifiques ont constaté et confirmé que SBMOF-1 présente de remarquables capacités de capture et de sélectivité xénon/krypton dans des conditions de centrale nucléaire à température ambiante. Ces travaux sont publiés dans Nature Communications.
ATS