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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

 

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  • Electrochemical Components, un ouvrage co-écrit par Marie-Cécile Pera et Daniel Hissel

    Nos besoins en objets électriques nomades sont croissants, et ceci dans une gamme étendue de puissance, allant du téléphone portable au véhicule électrique.
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    Les 29 et 30 octobre 2013 se tiendra, dans les locaux de l’ENSMM, le premier forum international Haptique qui a pour objectif de faire le point sur les propriétés sensorielles et tactiles des matériaux.

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    Prévue dans le cadre du projet TEMIS Sciences, la livraison de l’extension de la salle blanche située dans le bâtiment TEMIS-Innovation-Maison des Microtechniques sur le technopole TEMIS à Besançon aura lieu fin septembre.

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    Obtention du prix catégorie "doctorants" au 21ème Rudy Scavuzzo Student Paper symposium and Competition à la conférence ASME 2013 Pressure Vessels & Piping Division Conference 2013

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  • Un ouvrage sur la robotique flexible co-édité par Nicolas Chaillet

    L’ouvrage « Flexible Robotics: Applications to Multiscale Manipulations » est un aperçu des dernières avancées scientifiques et technologiques en la matière, cet ouvrage est destiné à toute personne intéressée dans le domaine de la robotique flexible et plus particulièrement par la manipulation.

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  • Nonlinear Optics and Supercontinuum Symposium

    La journée "Nonlinear Optics and Supercontinuum Symposium" aura lieu le 20 septembre 2013 à Besançon.

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  • Prix « Recherche disciplinaire » de l’ANR pour le projet MANUREVA

    Porté par Fréderic Dias (ENS Cachan) et John Dudley (FEMTO-ST) le projet MANUREVA consistait à résoudre les mystères de vagues scélérates océaniques grâce à la compréhension des phénomènes extrêmes similaires observés en optique non linéaire. Ce projet a obtenu le prix ANR du numérique catégorie « Recherche disciplinaire »

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  • Des résultats récents en Systèmes Dynamiques Complexes font la couverture de PRL

    L'image de couverture de ce numéro du PRL (revue de physique à très haut facteur d'impact) représente l'enregistrement expérimental d'un état "Chimère" observé dans une dynamique non linéaire à retard à l'institut FEMTO-ST (département optique, Equipe OPTO - Auteurs : L.LARGER B.PENKOVSKYI & Y.MAISTRENKO). Il s'agit de la première identification expérimentale d'un état Chimère dans une dynamique à retard, ces "Chimères" étant des objets dynamiques prédits, ou identifiés, numériquement, au début des années 2000, et observés pour la première fois seulement en 2012 (publiés dans Nature Physics).

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