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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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    FEMTO-Innovation était présent à la deuxième édition du salon EMPT qui s'est tenu à Lausanne du 3 au 6 juin 2008 dernier et qui a réuni plus d'une centaine d'acteurs impliqués dans les domaines d'application des micro et nanotechnologies.

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  • Clinical Proteomics in Oncology

    Dear Colleague,

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    Les enjeux liés à l’énergie revêtent un caractère de plus en plus primordial. C’est pourquoi, avec nos partenaires industriels, nous avons organisé le jeudi 15 mai 2008 au Centre Atria de Belfort, une journée pour présenter les défis scientifiques et technologiques ainsi que nos activités de R&D dans le secteur de l’énergie.

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    Le worshop "Prolégomènes au calcul quantique" aura lieu à FEMTO-ST à Besançon, les 21et 22 novembre 2007. Ce workshop est soutenu par un Projet exploratoire pluridisciplinaire (PEPS) du département ST2I du CNRS.

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  • Best Poster Award at ElecMOl’06

    A joint report of collaborative work with researchers of the Laboratoire de Physique Moléculaire was awarded a Best Poster Award during the ElecMOl’06 meeting (December 2006, Minatec, Grenoble, FRANCE). The topic of the communication was about "self-assembly & supramolecular architecture".

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    Tracking surface phonons on phononic crystals

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