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Dissocier des molécules d’azote avec des atomes de silicium

Des chercheurs de FEMTO-ST viennent de démontrer un nouveau processus à faible empreinte énergétique pour dissocier des molécules d’azote, une étape décisive pour la production décarbonée de molécules à haute valeur ajoutée.

La synthèse industrielle de l’ammoniac à partir des molécules d’azote représente 2% de la consommation mondiale en énergie car cette synthèse requiert des pressions et des températures très élevées (200 fois la pression atmosphérique, 600°C).
Le développement de procédés peu énergivores de dissociation des molécules d’azote est un enjeu majeur de la transition écologique. Pour développer ce type de procédés, il est essentiel de comprendre les mécanismes élémentaires qui provoquent la dissociation de ces molécules d’azote. Dans le cadre du projet OVATION, financé par l’agence nationale de la recherche, ChimieParisTech et FEMTO-ST ont démontré que les atomes de silicium possèdent la capacité à dissocier ces molécules d’azote à température ambiante et sous des pressions très faibles (inférieur à la pression atmosphérique). Ce résultat a été obtenu en utilisant un microscope à effet tunnel (STM, inauguré au campus des portes du Jura à Montbéliard en juin dernier) qui permet d’étudier la modification des propriétés électroniques des atomes de silicium lorsqu’ils sont exposés à des molécules d’azote.

En ajustant les conditions expérimentales, les chercheurs ont démontré que les atomes de silicium pouvaient transférer des électrons aux molécules d’azote et ainsi provoquer leur dissociation. Ce processus est efficace et il nécessite peu d’énergie.

Après avoir réussi à démontrer un nouveau type de dissociation des molécules d’azote, il faut franchir la seconde étape qui consiste à former la molécule d’ammoniac. Ceci nécessite de faire réagir des molécules d’hydrogène dans l’enceinte du microscope STM, un nouveau défi scientifique pour les membres du groupe nanosciences de FEMTO-ST.

Contacts :
Prof. Dr Frank PALMINO
Dr. Fréderic CHERIOUX

Article sélectionné pour faire la couverture de ChemPhysChem : https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/cphc.202300458

 

  • Un nouveau mode de diffusion de la lumière dans de minuscules fibres optiques

    Des chercheurs de l'institut Femto-ST en collaboration avec des collègues du Laboratoire Charles Fabry viennent de découvrir un nouveau mode de diffusion de la lumière dans de minuscules fibres optiques 50 fois plus fines qu'un cheveu ! Ce phénomène, qui varie selon l'environnement de la fibre, pourrait être exploité pour concevoir des capteurs innovants et ultra-sensibles. Ces travaux sont publiés le 24 octobre 2014 dans la revue Nature Communications.

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  • Congrès CETSIS - 27-29 octobre 2014

    Besançon accueille le congrès CETSIS 2014 du 27 au 29 octobre 2014. Il se déroule essentiellement autour de démonstrations réelles de travaux pratiques et de projets et de tables rondes et accueillera des enseignants, enseignants-chercheurs, doctorants, industriels de toute la France et de pays francophones.

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  • Visite du Premier ministre, Manuel Valls, à FEMTO-ST

    Accompagné de Mme Najat Vallaud-Belkacem, Ministre de l'Éducation nationale, de l'Enseignement supérieur et de la Recherche, et Mme Geneviève Fioraso, Secrétaire d’Etat à l’Enseignement supérieur et à la Recherche, le Premier Ministre Manuel Valls est venu découvrir, lundi 29 septembre à Besançon, les recherches menées au sein de l’institut et apprécier les développements technologiques réalisés au sein de notre salle blanche.

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  • Prix spécial du Jury sur le salon MICRONORA

    Un microrobot développé par une équipe de recherche de FEMTO-ST pour améliorer la chirurgie laser des cordes vocales a reçu le prix spécial du jury sur le salon MICRONORA

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  • Départagez de jeunes chercheurs dans "la grande Battle de FEMTO-ST"

    A l'occasion du dixième anniversaire de FEMTO-ST, le laboratoire et l'Université de Franche-Comté organisent un concours original...une battle de jeunes chercheurs, un combat scientifique et technique avec comme armes des "super pouvoirs" sortis du laboratoire.
    Retrouvez les sur le site de Besançon TV du 20 septembre au 11 octobre 2014 pour visionner leur portrait et vidéo et soutenir votre favori

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  • L’entreprise FOR-AGE fait appel à l’expertise de FEMTO-ST

    Pour optimiser les déplacements des professionnels de santé, une PME de Saint Vit (25),éditrice de solutions informatiques, fait appel à l'expertise de FEMTO-ST en modélisation pour identifier un algorithme de calcul performant, développer un prototype permettant de démontrer la preuve de concept et tester le solveur de tournées en situation réelle.

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  • Première occupante dans le nouveau bâtiment de recherche de FEMTO-ST à Besançon

    Deux ans et demi après la pose de la première pierre, le nouveau bâtiment de recherche de l’institut FEMTO-ST vient d’accueillir sa première occupante, Joëlle Berthelot, son hôtesse d’accueil.

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  • Cycle de conférences micro-nanotechnologies le 25 septembre sur MICRONORA

    Jeudi 25 septembre 2014, FEMTO-ST organise sur le salon MICRONORA un cycle de conférences de haut niveau dédiées aux applications des micro et nanotechnologies afin de mieux faire connaitre, notamment auprès des industriels, les potentialités offertes dans ce domaine.

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  • Ateliers SMYLE 2014

    Les ateliers SMYLE sont organisés les 11 et 12 septembre 2014 dans le cadre du Collégium International franco-suisse SMYLE (SMart sYstems for a better Life) entre EPFL et FEMTO-ST.

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  • ENERGIE : « Best Paper Award » lors de la conférence internationale TMREES 14 au Liban

    Mohamed Becherif de l’équipe « Système hybrides et systèmes piles à combustibles » du département Energie de FEMTO-ST a obtenu le premier prix pour l’article présenté lors de la dernière conférence internationale sur les technologies et matériaux pour l’énergie renouvelable, l’environnement et le développement durable (TMREES 14) qui s’est tenue à Beyrouth du 10 au 13 avril dernier

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