MODÉLISATION THERMODYNAMIQUE
La thermodynamique des solutions d'électrolytes est une des principales thématiques de recherche du laboratoire. Nous développons des modèles thermodynamiques, aussi bien des équations d'états que des modèles à coefficients d'activités.
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CHIMIE MINÉRALE ET NANOMATÉRIAUX
L'activité chimie minérale et nanomatériaux s'intéresse à la synthèse en solution aqueuse de nanoparticules, de particules multi-échelles et de nanomatériaux, principalement des oxydes métalliques.
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COMBUSTION
La thématique « Combustion » traite de tous les aspects liés :
- à la génération d'énergie pour les applications propulsion (automobile, aéronautique, spatiale),
- à la production d'électricité secondaire (centrales thermiques à flamme, combustion du charbon),
- à l'utilisation de matériaux énergétiques civils et/ou militaires,
- à la valorisation énergétique de la biomasse,
- aux combustions accidentelles (en particulier le risque hydrogène dans les industries),
- à la formation des polluants lors des combustions (NOx, HAP, etc.) Dans ce cadre tous les carburants et combustibles ex-fossile et ex-biomasse sont à considérer (biocarburants, carburants de synthèse, gazole F-T, etc.).
Les sciences de base auxquelles il est fait appel sont la thermodynamique chimique, la cinétique chimique, la chimie quantique, entre autres.
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HYDRATES DE GAZ
Les hydrates clathrates sont des structures cristallines supramoléculaires, dans lesquelles les molécules d'eau forment des motifs polyédriques définissant des cavités où diverses molécules hydrophobes peuvent s'insérer. Les hydrates de gaz, clathrates formés par les constituants du pétrole et du gaz naturel, les gaz de l'air ou encore l'hydrogène, sont très étudiés à plus d'un titre.
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SYNTHÈSE ORGANIQUE ET CHIMIE SUPRAMOLÉCULAIRE
Le groupe de chimie organique de l'UCP développe des thématiques autour de la chimie des hétérocycliques, des réactions multicomposants à base d'isonitriles et de la chimie macromoléculaire. Le groupe a acquis une expertise internationale sur la chimie des isonitriles et sur les réactions multicomposants de type Ugi. Les produits issus de ces couplages sont ensuite mis jeu dans différentes réactions radicalaires et couplages métallocatalysés. Ces recherches s'inscrivent dans les principes de la chimie verte avec le développement de synthèses à forte économie d'atomes et d'étapes. Le groupe a développé parallèlement des études sur la chimie des hydrazones et la chimie organométallique.
L'axe supramoléculaire concerne plus particulièrement la synthèse et l'ingénierie (macro)moléculaire de matériaux organiques multifonctionnels p-conjugués soit pour la nanostructuration de surface (2D et 3D) soit pour l'obtention de nouveaux polymères cristaux liquides.
- Organométalliques
- Hydrazones
- Isonitriles
- Réactions multicomposants
- Auto-assemblages : nanostructuration de surface pour des applications en nanophotonique, auto-assemblages supramoléculaires et/ou (macro) moléculaires (nanotubes, particules cœur/écorce)...
- Polymères : polymères conjugués cristaux liquides pour l'électronique organique, Polymérisation Radicalaires Contrôlées (PRC) pour l'Optique Non Linéaire (ONL)...
Ces recherches s'effectuent en étroite collaboration avec des équipes de physiciens du CEA et de l'IPCMS pour viser des applications en optoélectronique.
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FILIÈRE HYDROGÈNE
L'équipe Génie des Procédés intervient dans chaque étape de la filière hydrogène à savoir la production, le stockage et la restitution de l'énergie. La production est étudiée thermochimiquement ou par dissociation de l'eau aux travers de processus de gazéification de la biomasse ou de production par cycles thermochimiques Iode/Soufre. Le stockage de l'hydrogène est envisagé sous forme solide par piégeage dans la matière sous forme d'hydrates de gaz ou sous forme adsorbée dans des matériaux poreux de types « Organic Frameworks ». En ce qui concerne les activités liées à la restitution de l'énergie, ces dernières sont essentiellement centrées sur les processus de combustion de l'hydrogène.
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