Adsortion

[Heyoka]

Il ne reste plus qu'une traduction à faire sur Ibercivis :

http://www.ibercivis.es/index.php?module=public&section=channels&action=view&id_channel=3&id_subchannel=117

Confined fluids and adsortion

Behaviour of confined fluids in limited spaces is a highly interesting phenomenon for physics. With the same environmental conditions, the behaviour of a confined fluid in areas with the size of a molecule is very different from the behaviour of fluid in a homogeneous state. For instance, confined fluid can have a higher density or can be in a different aggregation state (liquid, gaseous, etc) different from fluid in normal conditions.


Nowadays chemical industry uses in a great number of processes porous materials (zeolites, active carbons, PILCS) that have the ability of retaining fluids in their surface in a molecular scale. In those cases, the structure that confines the fluid is the pore of the material and the catching process is known as adsortion.


In comparison with the absorption, in an adsortion process the fluid does not incorporate to the volume of the material but it is caught in its surface.

Theses pictures show the differences between both processes


PILCS clays

Researchers from the Instituto de Química-Física Rocasolano from CSIC study adsortion properties of the Pillared clays that have a great relevance for the industry as catalysers, materials to storage gases and materials used in separation processes. This kind of clays is used in processes like biofuels production starting from vegetable fats, the storage of natural gas in room temperature or the storage of greenhouse gases produced in industries.


Pillared clays consist on several equidistant layer sheets. Between sheets, molecules known as pillars are randomly placed.

Image 1: crystal structure of the zeolite ZSM-11 with "hollows" where gas molecules pass through. Image 2: Other view of the crystal structure of the zeolite ZSM-11 with cylindrical galleries inside the material. Image 3: Channels of the zeolite getting full of gas molecules represented with blue spheres. Image 4: 3D Channel network of a zeolite.



Fluid simulation in your computer

adsorcionIn Ibercivis, each Adsortion job sent to the volunteer computer executes the adsortion simulation of a fluid with a fixed environmental conditions in a fixed pillars configuration.
The simulation, mixed with physic laws and experimental measurements, allows achieving ideal constructions that need aspects and real physical systems behaviours. Those constructions, known as physical models, help us understand the mechanisms that govern them and allow us to predict their behaviour.


Thanks to the simulations executed in the volunteer's computers we are obtaining valuable information concerning approachable volume for fluid molecules and catalytic properties of the clays in a reduced time, much lower to the time needed if these calculations were ran in one single computer.

Image: 2D representation of a pillars (blue circles) configuration tessellated with Dealuny triangles. In red we can see regions where methane molecules can not go trough.

[BlackStar95]

Fluides confinés et adsorption
Le comportement des fluides confinés dans un espace limité est un phénomène très intéressant pour la physique.Avec les mêmes conditions environnementales, le comportement d'un fluide confiné dans des zones de la taille d'une molécule est très différent du comportement d'un fluide dans un état homogène. Par exemple, un fluide confiné peut avoir une densité plus élevée ou peut être dans un état différent (liquide, gazeux,...) qu'un fluide dans des conditions normales.

De nos jours, l'industrie chimique utilise dans un grand nombre de processus des matériaux poreux (zéolites, charbons actifs, PILCS) qui ont la capacité de retenir les fluides à la surface en une couche d'épaisseur moléculaire. Dans ces cas, la structure qui confine le fluide sont les pores du matériaux, et le processus de rétention du fluide est connu comme étant de l'adsorption.

Contrairement au processus d'absorption, dans un processus d'adsorption le fluide n'est pas incorporé dans le volume du matériaux mais reste en surface.

Ces images nous montre les différences entre les deux processus :

[BlackStar95]

Argiles PILCS

Les chercheurs du "Instituto de Química-Física Rocasolano" de CSIC étudient les propriétés d'adsorption de "piliers d'argile" qui sont très utilisés dans l'industrie comme catalyseurs, matériaux pour stocker les gaz ou matériaux utilisés dans les processus de séparation.

Ce type d'argiles est utilisé dans des processus tels que la production de biocarburant à partir de graisses végétales, le stockage du gaz naturel, ou le stockage des gaz à effet de sert produits dans l'indusrtie.

Les "pilliers d'argile" consistent en plusieurs couches de feuilles équidistantes. Entre les feuilles, des molècules appelées "pillier" sont placées de façon aléatoire.

Image 1 : Structure cristalline du zéolite ZSM-11 avec des "creux" par lesquels les molécules de gaz passent.
Image 2 : Une autre vue du zéolite ZSM-11 où l'on voit les galeries cylindriques à l'intérieur du matériaux.
Image 3 : Canaux dans le zéolite se remplissant de gaz, représenté par des sphères bleues.
Image 4 : Canaux du zéolite vus en 3D

[Heyoka]

Merci Blackstar, l'article de présentation du projet est en ligne :

http://www.boinc-af.org/content/view/1120/216/

[BlackStar95]