Percée dans la séparation des isotopes d'hydrogène à des températures plus élevées

Une avancée significative dans la science des matériaux a permis de découvrir un nouveau réseau zéolithique imidazolate à base de cuivre (Cu-ZIF-gis) qui présente des capacités exceptionnelles pour séparer le deutérium (D2) de l'hydrogène (H2) à 120 K (-153°C). Cette température, supérieure au point de liquéfaction du gaz naturel, ouvre des perspectives pour des applications industrielles à grande échelle, en exploitant potentiellement l'infrastructure GNL existante pour une production économique de D2. Annoncée le 19 mars 2025 par une équipe collaborative comprenant l'UNIST, l'université de Soongsil, le Helmholtz-Zentrum Berlin et le MLZ de la TUM, la recherche répond à la demande croissante de deutérium, essentiel pour les semi-conducteurs, les dispositifs d'affichage et le combustible de fusion. Les méthodes traditionnelles de distillation cryogénique à 20 K (-253°C) sont énergivores. Le réseau Cu-ZIF-gis maintient son efficacité à des températures plus élevées grâce à l'expansion de son réseau, ce qui facilite le passage et la séparation des gaz par tamisage quantique. Des expériences de diffraction des rayons X in situ (XRD) et de diffusion neutronique quasi-élastique (QENS) ont confirmé l'expansion du réseau et les différences de diffusivité des isotopes. La spectroscopie de désorption thermique (TDS) a indiqué une séparation stable du D2. Les chercheurs soulignent la faible consommation d'énergie et l'efficacité de séparation améliorée du matériau par rapport aux méthodes traditionnelles, ouvrant la voie à des technologies de séparation isotopique durables.