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Ars visite la salle blanche du vaisseau spatial Psyche en orbite autour d’un astéroïde au JPL

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Ars visite la salle blanche du vaisseau spatial Psyche en orbite autour d’un astéroïde au JPL
Zoom / Illustration d’artiste du vaisseau spatial Psyche de la NASA, dont le lancement est prévu en août 2022. La mission Psyche explorera un astéroïde riche en minéraux du même nom situé dans la ceinture principale d’astéroïdes entre Mars et Jupiter.

NASA/JPL-Caltech/Université d’État de l’Arizona

Ars Technica a eu l’occasion rare de visiter le Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie cette semaine, pour accompagner Coup d’oeil salle blanche Le vaisseau spatial Psyché est maintenant presque terminé. Cette mission ambitieuse, nommée d’après un astéroïde éponyme que vous explorerez, devrait être lancée en août sur une fusée Falcon Heavy. Les scientifiques espèrent qu’en apprendre davantage sur cet astéroïde inhabituel fera progresser notre compréhension de la formation des planètes et des débuts de notre système solaire.

Il a été découvert par un astronome italien en mars 1852 Anibal de Gasparis16 psychique Astéroïde de type M. (ce qui signifie qu’il a une teneur élevée en métal) orbite autour du soleil dans la ceinture principale d’astéroïdes, ressemblant inhabituellement à une pomme de terre. L’hypothèse longtemps privilégiée est que Psyché est le noyau minéral exposé d’une protoplanète (une planète mineure) des premiers jours de notre système solaire, avec sa croûte et son manteau dépouillés par des collisions (ou de multiples collisions) avec d’autres objets. Ces dernières années, les scientifiques ont conclu que les estimations de masse et de densité ne correspondent pas à Résidus entièrement métalliques. Au lieu de cela, il s’agit probablement d’un mélange complexe de minéraux et de silicates.

Alternativement, l’astéroïde peut avoir été autrefois le corps d’origine d’une certaine classe de météorites pierreuses et ferreuses, celles qui se sont brisées et remodelées pour former un mélange de métal et de silicates. ou peut-être quelque chose comme 1 sérieune planète naine dans la ceinture d’astéroïdes entre les orbites de Mars et de Jupiter – à l’exception de 16 Psyché peut avoir connu une période de volcans de fer pendant le refroidissement, laissant des minéraux hautement enrichis dans ces centres volcaniques.

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Multiples vues de 16 Psychés photographiées par le Very Large Telescope.
Zoom / Multiples vues de 16 Psychés photographiées par le Very Large Telescope.

Les scientifiques soupçonnent depuis longtemps que les noyaux métalliques se trouvent aussi profondément que des planètes telluriques comme la Terre. Mais ces noyaux sont enfouis trop loin sous le manteau et les croûtes de roche pour que les chercheurs puissent les détecter. En tant que seul objet minéral jamais découvert, Psyché offre une occasion idéale de faire la lumière sur la formation des planètes rocheuses de notre système solaire (Terre, Mercure, Vénus et Mars). La NASA a accepté mission personnelle En 2017, dans le but d’envoyer un vaisseau spatial en orbite autour de l’astéroïde et de collecter des données importantes sur ses propriétés.

« Notre compréhension de ce que pourrait être Psyché n’a pas beaucoup changé au cours des dernières années », a déclaré à Ars Linda Elkins Tanton de l’Université d’État de l’Arizona, chercheuse principale pour la tâche Psyché. « Il devrait avoir une teneur importante en métal, mais nous n’avons jamais su combien. Cela pourrait faire partie d’un noyau minéral d’une petite planète du début du système solaire, ou cela pourrait être quelque chose qui n’a jamais fondu et formé un noyau mais avait des minéraux mélangés. avec ça, comme des cailloux avec un rocher Nous ne le saurons vraiment que lorsque nous y serons.

Plusieurs instruments seront à bord du vaisseau spatial Psyché pour collecter ces précieuses données scientifiques. Il existe un imageur multispectral capable de produire suffisamment d’images à haute résolution pour que les scientifiques puissent faire la différence entre les composants métalliques et silicates (minéraux) d’un astéroïde. La tâche de cartographier la composition de l’astéroïde et d’identifier tous les éléments incombe au spectromètre à rayons gamma et à neutrons. Il y a aussi un magnétomètre qui mesure et trace tout résidu d’un champ magnétique. Enfin, le système de radiocommunication micro-ondes pourra également mesurer le champ gravitationnel de l’astéroïde et recueillir des indices sur sa structure interne.

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Une maquette du vaisseau spatial Psyché.
Zoom / Une maquette du vaisseau spatial Psyché.

Jennifer Hibou

La structure, construite par une société satellite appelée Maxar Technologies, a été livrée en avril dernier. Il a à peu près la taille d’un camion de tourisme et a été en grande partie construit à l’aide d’une technologie commerciale standard. « Une fois dans l’espace, le vaisseau spatial utilisera un moyen de propulsion innovant, connu sous le nom de propulseurs Hall, pour atteindre l’astéroïde », a déclaré le rédacteur en chef de l’espace à l’Ars. Les livres d’Eric Berger L’année dernière. « Ce sera la première fois qu’un vaisseau spatial s’aventurera dans l’espace lointain à l’aide de propulseurs Hall, et en l’absence de cette technologie, la mission Psyche n’aura probablement pas lieu – certainement pas au prix d’un milliard de dollars. » ici Un peu plus qu’un Berger À propos de cette approche innovante :

Les moteurs à propulsion chimique sont parfaits pour faire décoller des missiles de la surface de la Terre lorsque vous avez besoin d’une puissante explosion d’énergie pour sortir du puits gravitationnel de la planète. Mais les moteurs de fusée chimiques ne sont pas les machines les plus économes en carburant au monde, car ils tournent à plein régime. Une fois que le vaisseau spatial est dans l’espace, il existe des moyens de navigation plus économes en carburant. La NASA essayait [solar electric propulsion] technologie pendant un certain temps. L’agence spatiale a d’abord testé la technologie de propulsion électrique sur la mission Deep Space 1, qui a été lancée en 1998, puis sur la mission Dawn en 2007 qui a visité Vesta et Ceres dans la ceinture d’astéroïdes.

Ces engins spatiaux utilisaient des propulseurs ioniques. Les propulseurs Hall, en revanche, utilisent une conception plus simple, avec un champ magnétique pour limiter le débit de carburant. Ces propulseurs ont été inventés en Union soviétique et plus tard adaptés à des fins commerciales par Maxar et d’autres sociétés. Bon nombre des plus grands satellites de communication en orbite géostationnaire aujourd’hui, tels que ceux qui transmettent DirecTV, utilisent des propulseurs Hall pour maintenir la station.

L’utilisation de la technologie basée sur la poussée de Hall a permis aux scientifiques et ingénieurs de la mission de concevoir un vaisseau spatial plus petit et plus abordable. Chacun des propulseurs Hall de Psyché générera trois fois plus de poussée que les propulseurs ioniques du vaisseau spatial Dawn et pourra gérer deux fois plus d’énergie. Cela permettra au vaisseau spatial d’atteindre l’astéroïde Psyché, situé dans la ceinture principale, en janvier 2026, après un voyage de 3,5 ans.

L’équipe Psyché. Deux panneaux solaires testés En mars, il a attaché les panneaux à la coque du vaisseau spatial et les a ouverts dans le sens de la longueur, avant de stocker les panneaux jusqu’au lancement en août. Les cinq panneaux solaires à panneaux croisés sont les plus grands jamais installés au JPL, mesurant 800 pieds carrés (75 mètres carrés). Ils sont spécialement conçus pour fonctionner dans des conditions de faible luminosité à l’abri du soleil.

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Rhododendron — Il y a plus dans cette beauté qu'il n'y paraît

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Rhododendron — Il y a plus dans cette beauté qu'il n'y paraît

En avril et mai, les rhododendrons fleurissent et de nombreuses variétés présentent d'énormes fleurs aux couleurs vives en rose, violet et blanc. L’abondance de fleurs parmi les grandes feuilles vertes cireuses peut être époustouflante, et lorsque les pétales tombent par mauvais temps, un verger de rhododendrons peut ressembler à un pays des merveilles pastel.

Mais les rhododendrons, malgré leurs jolies fleurs, provoquent des dégâts environnementaux lorsqu'ils poussent dans des habitats où ils ne devraient pas se trouver.

Leo Whelan (8 ans) et Emilia Whelan (9 ans) avec le militant écologiste irlandais et personnalité médiatique Duncan Stewart aux jardins Powerscourt pour lancer un nouveau sentier de réflexion immersif dans la magnifique promenade des rhododendrons du jardin. Photo de : Dermot Byrne

C'est la beauté des fleurs de rhododendrons au printemps et au début de l'été qui a poussé les chasseurs de plantes de l'époque victorienne à rapporter des spécimens des rives de la mer Noire et d'autres régions d'Asie, notamment des contreforts de l'Himalaya, de Chine et de Malaisie. Jusqu’à un millier d’espèces différentes de rhododendrons poussent à l’état sauvage dans ces régions.

La noblesse terrienne victorienne, déjà désireuse d'apporter des plantes exotiques des nouvelles colonies, était fascinée par les rhododendrons. La tendance a décollé et diverses variétés ont été greffées et plantées dans les jardins et les bois des demeures seigneuriales de Grande-Bretagne et d'Irlande. Les promenades avec les rhododendrons étaient exactement ce qu'il fallait faire, afin que mesdames et messieurs puissent se promener dans un tunnel de rhododendrons au printemps et découvrir la joie de leurs grosses fleurs lumineuses et de leur parfum riche et sucré. Parfois, les rhododendrons étaient simplement plantés dans la forêt de la ferme – certaines variétés, notamment le Rhododendron ponticum, prospéraient à l’ombre partielle et dans un sol acide et étaient donc facilement naturalisées.

Le Rhododendron altaclarense fleurit au sol dans les jardins botaniques nationaux de Kilmaccurragh à Wicklow.  Photo : Dan Linehan
Le Rhododendron altaclarense fleurit au sol dans les jardins botaniques nationaux de Kilmaccurragh à Wicklow. Photo : Dan Linehan
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Les Victoriens avaient une mentalité coloniale, un appétit frivole pour les dernières modes horticoles et peu de compréhension de l’écologie. Ils n’étaient pas enclins à considérer les éventuelles conséquences négatives de ces buissons de rhododendrons disséminés à travers les forêts.

L'une des premières introductions de rhododendrons ici a été réalisée par la famille Herbert à Muckross House Killarney, siège du comte de Kenmare. Cet établissement fut très célèbre et fut visité par la reine Victoria en 1861. On pourrait appeler ces « influenceurs » de l'époque ; Ce qui y était populaire était copié dans les domaines de la noblesse de tout le pays. Des rhododendrons ont été plantés dans les forêts pour leur attrait esthétique, mais aussi pour servir de couvert aux faisans, une autre espèce introduite qui pose des problèmes environnementaux. Les rhododendrons ont prospéré dans le sol acide de la vallée de Killarney et ont rapidement envahi les forêts de chênes des lacs et des pentes.

Dans ces habitats forestiers, dans des conditions naturelles, le sous-sol est rempli de houx, d'aubépines, de prunelliers, de noisetiers et de fusains, sous lesquels pousse un couvert de fleurs sauvages des bois. des bandes de jacinthes des bois ; Superbes anémones des bois à fleurs blanches; L'oseille des bois et la chélidoine jaune brillant – des plantes indigènes qui fleuriraient désormais jusqu'en avril – sont exclues là où les rhododendrons ont pris le dessus.

Les feuilles de rhododendron contiennent une toxine qui aide la plante à empêcher les insectes et les mammifères de manger ses feuilles.  Photo : Dan Linehan
Les feuilles de rhododendron contiennent une toxine qui aide la plante à empêcher les insectes et les mammifères de manger ses feuilles. Photo : Dan Linehan

Les plantes forestières saines abritent généralement une grande diversité de papillons forestiers spécialement adaptés ; papillons spécialisés; Bourdons et abeilles solitaires ; Colonies de fourmis. insectes mineurs de feuilles; Bouclier les bogues. Et des centaines d’autres espèces d’invertébrés. Ceux-ci abritent à leur tour de nombreux oiseaux forestiers, tels que les grimpereaux, les pics épeiche, les bécasses, les parulines et les geais. Les relations entre les nombreuses espèces végétales et animales d’une forêt comme celle-ci ont évolué au fil des milliers d’années et sont aussi finement ajustées que les nombreux éléments interconnectés d’un écosystème fonctionnel.

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Mais lorsque les rhododendrons envahissent, ils harcèlent tous les arbres et arbustes indigènes avec leur croissance vigoureuse, en particulier les grandes feuilles cireuses qui projettent de lourdes ombres et empêchent la plupart des plantes à fleurs qui autrement prospéreraient ici de dominer. Les papillons sont privés des plantes dont ils ont besoin pour produire du nectar et des plantes indigènes dont leurs chenilles ont évolué pour se nourrir. Les papillons de nuit et les syrphes sont également affectés. Les feuilles de rhododendron contiennent une toxine qui aide la plante à empêcher les insectes et les mammifères de manger ses feuilles, et avec l'ombre qu'elle projette, sa domination devient absolue. De cette manière, les rhododendrons sonnent le glas d’innombrables espèces qui, autrement, prospéreraient dans les habitats forestiers indigènes.

Ajoutez à cela ce que les botanistes du Trinity College de Dublin ont découvert Le nectar du rhododendron est toxique pour certaines abeilles irlandaises.

Contient du nectar Toxines grisesCe sont des produits chimiques que ces plantes produisent naturellement pour les aider à éviter d’être mangées par les insectes et les mammifères. Lors d’expériences, les abeilles mellifères sont mortes quelques heures seulement après avoir consommé du nectar de rhododendron. Les abeilles solitaires d’origine deviennent désorientées, voire paralysées, par le poison. Il est intéressant de noter que les espèces locales de bourdons n’ont pas été affectées par les toxines présentes dans le nectar de rhododendron, car elles se sont révélées capables de consommer le nectar sans aucun effet secondaire négatif.

Un autre effet de la croissance dense des rhododendrons est que les plants d’arbres sont incapables de s’établir sous leur forte ombre. La plupart des semis d'arbres ici, comme le chêne, l'aubépine et l'orme, sont bien adaptés aux conditions ombragées des habitats forestiers, mais l'ombre abondante et la litière de feuilles cireuses du rhododendron sont trop intenses pour que ces arbres se reproduisent. Le résultat est que les forêts infestées de rhododendrons sont incapables de se renouveler et qu’il n’y aura pas de prochaine génération d’arbres indigènes.

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L'Irlande possède toujours l'un des pourcentages de couverture forestière les plus faibles d'Europe, les forêts dites indigènes ou semi-naturelles ne couvrant qu'environ 2 % du pays. Seule une petite partie de ce territoire est établie depuis longtemps et presque aucune d'entre elles n'est exempte de surpâturage par les cerfs ou d'invasion de laurier-cerise et de rhododendron.

La rareté des forêts saines constitue ici une blessure environnementale ouverte. Alors que des travaux sont en cours pour éliminer les rhododendrons de certaines zones du parc national de Killarney, des problèmes sont survenus avec les méthodes de gestion. Depuis les années 2000, la mauvaise gestion par l’État de ce désastre environnemental a suscité de nombreuses critiques. Le parc national de Killarney appartient à l'État. Il n'y a donc aucune excuse pour la négligence continue de l'un des derniers refuges de forêt tropicale tempérée à feuilles caduques d'Irlande. D’autres forêts du pays souffrent également des effets des rhododendrons et du surpâturage.

Si vous êtes en déplacement en avril et en mai, pour admirer les rhododendrons et peut-être vous sentir submergé par la générosité des fleurs, rappelez-vous qu'il y a plus dans cette beauté qu'il n'y paraît.

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Des chercheurs planétaires résolvent le mystère de la façon dont Pluton a obtenu sa forme de poire

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Des chercheurs planétaires résolvent le mystère de la façon dont Pluton a obtenu sa forme de poire

La surface de Pluton est dominée par l'immense bassin en forme de poire de Spoutnik Planitia. Il semble que son origine soit due à un impact, mais la modélisation n'a pas encore expliqué son étrange géométrie. Les planétologues de l'Université de Berne proposent un mécanisme d'impact qui reproduit la forme topographique du bassin tout en expliquant son alignement près de l'axe Pluton-Charon. Selon leurs recherches, la collision de Pluton avec un corps planétaire d'un diamètre d'environ 700 kilomètres (435 miles) a donné naissance à Spoutnik Planitia.

Cette mosaïque de Pluton a été réalisée à partir d'images New Horizons LORRI prises le 14 juillet 2015, à une distance de 49 700 miles (80 000 km). Projetée à partir d'un point situé à 1 800 km au-dessus de l'équateur de Pluton, cette vue regarde vers le nord-est la région sombre et cratérisée de Cthulhu-Riggio, en direction de l'étendue lumineuse et lisse de plaines glacées appelée Spoutnik Planum. Le pôle nord de Pluton se trouve juste à l'extérieur de l'image de gauche. Cette mosaïque a été réalisée à partir d'images panchromatiques de la caméra New Horizons LORRI, avec des couleurs superposées à partir du nuancier Ralph à bord de New Horizons. Crédit image : SA Stern et autres.

En 2015, la sonde New Horizons de la NASA a révélé que la surface de Pluton était géologiquement complexe.

Il est dominé par un bassin rempli de glace d'azote de 1 200 x 2 000 km (746 x 1 243 mi) appelé Spoutnik Planitia.

Spoutnik Planitia est la partie ouest de Tombo Reggio, la célèbre structure en forme de cœur de Pluton.

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Le bassin est de 3 à 4 kilomètres (1,9 à 2,5 mi) plus bas en altitude que la majeure partie de la surface de la planète naine.

Le Dr Harry Ballantyne, planétologue à l’Université de Berne, a déclaré : « L’apparence brillante de Spoutnik Planitia est due au fait qu’elle est principalement remplie de glace blanche à l’azote qui se déplace et se déplace constamment pour lisser la surface. »

« Cet azote s'est probablement accumulé rapidement après l'impact en raison de la basse altitude. »

« La partie orientale du « noyau » est également recouverte d’une couche similaire mais beaucoup plus fine de glace d’azote, dont l’origine n’est pas encore claire pour les scientifiques, mais est probablement liée à Spoutnik Planitia. »

Le Dr Martin Goetze, planétologue à l'Université de Berne, a déclaré : « La forme allongée de Spoutnik Planitia indique clairement que la collision n'était pas une collision directe, mais plutôt une collision oblique. »

New Horizons a capturé cette image haute résolution de Pluton le 14 juillet.  La surface de Pluton présente une gamme éblouissante de couleurs subtiles, rehaussées dans cette vue par un arc-en-ciel de bleus pâles, de jaunes, d'oranges et de rouges profonds.  De nombreux reliefs ont leurs propres couleurs distinctes, racontant une histoire géologique et climatique complexe que les scientifiques commencent tout juste à déchiffrer.  Source de l'image : NASA/Laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins/Institut de recherche du Sud-Ouest.

New Horizons a capturé cette image haute résolution de Pluton le 14 juillet. La surface de Pluton présente une gamme éblouissante de couleurs subtiles, rehaussées dans cette vue par un arc-en-ciel de bleus pâles, de jaunes, d'oranges et de rouges profonds. De nombreux reliefs ont leurs propres couleurs distinctes, racontant une histoire géologique et climatique complexe que les scientifiques commencent tout juste à déchiffrer. Source de l'image : NASA/Laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins/Institut de recherche du Sud-Ouest.

Les auteurs ont utilisé un logiciel de simulation d’hydrodynamique de particules lisses (SPH) pour recréer numériquement de tels impacts, en faisant varier la configuration de Pluton et de son corps d’impact, ainsi que la vitesse et l’angle du corps d’impact.

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Ces simulations ont confirmé leurs soupçons sur l'angle d'impact oblique et ont déterminé la configuration du corps d'impact.

« Le noyau de Pluton est si froid que les roches sont restées très solides et n'ont pas fondu malgré la chaleur de l'impact, et grâce à l'angle d'impact et à la faible vitesse, le noyau d'impact ne s'est pas enfoncé dans le noyau de Pluton, mais est resté intact », a déclaré Dr Ballantyne.

« Quelque part sous Spoutnik se trouvent les restes du noyau d'un autre objet massif, que Pluton n'a jamais digéré », a ajouté le Dr Eric Asfaugh, planétologue à l'Université d'Arizona.

« Cette force fondamentale et cette vitesse relativement faible étaient la clé du succès de ces simulations : la faible force donnerait lieu à un reste de surface très symétrique qui ne ressemblait en rien à la forme de larme observée par New Horizons. »

« Nous sommes habitués à considérer les collisions planétaires comme des événements incroyablement intenses dont vous pouvez ignorer les détails, à l'exception de choses comme l'énergie, l'élan et la densité. »

« Mais dans le système solaire lointain, les vitesses sont beaucoup plus lentes et la glace solide est solide, vous devez donc être plus précis dans vos calculs. C'est là que le plaisir commence. »

Les découvertes de l’équipe ont également jeté un nouvel éclairage sur la structure interne de Pluton.

« En fait, un impact géant comme celui simulé s'est probablement produit très tôt dans l'histoire de Pluton », ont déclaré les chercheurs.

« Cela pose cependant un problème : une dépression géante comme Spoutnik Planitia devrait se déplacer lentement au fil du temps vers le pôle de la planète naine en raison des lois de la physique, car elle souffre d'un déficit de masse. Cependant, elle est paradoxalement proche de l'équateur. .

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« L'explication théorique précédente était que Pluton, comme de nombreux autres corps planétaires du système solaire externe, possède un océan d'eau liquide souterrain. »

« Selon l'explication précédente, la croûte glacée de Pluton serait plus fine dans la région de Spoutnik Planitia, provoquant un gonflement de l'océan, et comme l'eau liquide est plus dense que la glace, on se retrouverait avec un excédent de masse qui stimulerait la migration vers l'équateur. »

« Cependant, la nouvelle étude propose un point de vue différent. »

« Dans nos simulations, le manteau primitif de Pluton a été complètement excavé par l'impact, et comme le matériau du noyau de l'impacteur est dispersé sur le noyau de Pluton, cela crée un excès de masse local qui pourrait expliquer la migration vers l'équateur sans océan souterrain, ou tout au plus. un océan souterrain », a déclaré le Dr Gotzi : « Très mince. »

« Cette origine nouvelle et innovante de la forme en forme de cœur de Pluton pourrait conduire à une meilleure compréhension de l'origine de Pluton », a déclaré le Dr Adeniy Denton, planétologue à l'Université de l'Arizona.

le résultats Il a été publié dans le magazine Astronomie naturelle.

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H. A. Ballantyne et autres. Spoutnik Planitia est un vestige d'impact qui pointe vers un ancien masson rocheux sur Pluton sans océan. Nat Astron, publié en ligne le 15 avril 2024 ; est ce que je: 10.1038/s41550-024-02248-1

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Une molécule organique stable ouvre la voie aux piles à combustible de nouvelle génération

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Une molécule organique stable ouvre la voie aux piles à combustible de nouvelle génération

Trouver des alternatives énergétiques propres à l’utilisation de combustibles fossiles est devenu plus urgent car les niveaux de dioxyde de carbone dans l’atmosphère ont atteint des niveaux records. Le fait que des catalyseurs métalliques coûteux tels que le platine soient nécessaires dans la technologie des piles à combustible pour convertir l'hydrogène en énergie est l'un des défis auxquels les chercheurs sont confrontés..

Charles Machan (à gauche) et Michael Hylinski (à droite) ont identifié une molécule organique qui pourrait remplacer l'utilisation de métaux rares et coûteux dans les piles à combustible. Crédit image : Collège et École supérieure des arts et des sciences, Université de Virginie.

Une équipe de chercheurs de Université de VirginieLa Graduate School of Arts and Sciences de l'UCLA a découvert une molécule organique qui pourrait remplacer les catalyseurs métalliques plus coûteux.

Les piles à combustible, essentielles pour alimenter les véhicules électriques et les générateurs industriels et résidentiels, s'appuient sur des métaux comme le platine pour initier la réaction chimique qui divise les sources de carburant comme l'hydrogène gazeux en protons et en électrons, qui les convertissent ensuite en électricité.

Étant donné que les catalyseurs organiques se décomposent en parties inutiles au cours du processus de catalyse, ils ne sont pas considérés comme une alternative viable aux catalyseurs à métaux rares.

Cependant, le doctorat. Les candidates Emma Cook et Anna Davis, ainsi que les professeurs adjoints de chimie Charles Machan et Michael Hylinski, ont découvert une molécule organique composée de carbone, d'hydrogène, d'azote et de fluor qui pourrait servir d'alternative pratique dans une étude publiée dans la revue Société chimique américaine.

Selon Machan, la molécule peut initier une réaction qui réduit l'oxygène à l'intérieur de la pile à combustible, réagir avec les sous-produits de la réaction et revenir à son état d'origine.

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Ces molécules sont stables dans des conditions dans lesquelles la plupart des molécules se sont décomposées et continuent d'atteindre une activité compatible avec le niveau des catalyseurs de métaux de transition..

Charles Machan, professeur agrégé, École supérieure des arts et des sciences, Université de Virginie

Les résultats préliminaires de l'équipe représentent une avancée majeure dans la recherche de piles à combustible rentables et respectueuses de l'environnement, utilisant des matériaux moins coûteux et plus durables. La prochaine génération de piles à combustible pourrait être développée d’ici 5 à 10 ans.

Cette même molécule ne peut pas se transformer en pile à combustible. Ce résultat dit qu'il peut y avoir des catalyseurs à base de carbone, et si vous modifiez ceux qui contiennent certains groupes chimiques, vous pouvez espérer les transformer en d'excellents catalyseurs pour la réaction de réduction de l'oxygène. L’objectif ultime est d’incorporer les propriétés qui rendent cette molécule si stable dans un matériau massif, afin de remplacer l’utilisation du platine..

Charles Machan, professeur agrégé, École supérieure des arts et des sciences, Université de Virginie

Hilinski, dont le groupe de recherche se concentre sur la chimie organique, a souligné l'importance de la nature interdisciplinaire de l'équipe de recherche.

Cette molécule que nous utilisons comme catalyseur a une histoire dans mon laboratoire, mais nous avons toujours recherché son utilisation dans des réactions chimiques effectuées sur des molécules contenant du carbone beaucoup plus grosses, telles que les ingrédients actifs de médicaments. Sans l'expertise de Charlie Machan, je ne pense pas que nous aurions pu relier ce sujet à la chimie des piles à combustible..

Michael Hylinski, professeur agrégé, Graduate School of Arts and Sciences, Université de Virginie

La découverte pourrait également avoir un impact sur la production industrielle de peroxyde d’hydrogène, un produit ménager standard utilisé dans le traitement des eaux usées et la fabrication du papier.

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Machan a dit :Le processus de fabrication du peroxyde d’hydrogène est peu respectueux de l’environnement et consomme beaucoup d’énergie. Il faut reformer le méthane avec de la vapeur à haute température pour libérer l'hydrogène utilisé pour le générer.« .

La découverte de l'équipe Machan pourrait également renforcer le rôle catalyseur de cette mesure, ce qui pourrait profiter aux entreprises, à l'environnement et à la technologie de traitement de l'eau.

Hilinski a également noté que les implications de cette découverte et du travail d'équipe qui en résulte pourraient aller bien au-delà du stockage d'énergie.

Hilinski a dit :Dans l’ensemble, l’une des choses les plus intéressantes de cette étude est qu’en électrifiant le catalyseur, nous avons modifié sa façon de réagir. C’est quelque chose d’inattendu et cela pourrait également être utile dans la fabrication de médicaments, que mon équipe de recherche cherche à explorer.« .

Machan, dont le groupe de recherche se spécialise en électrochimie moléculaire, attribue cette découverte à la composition interdisciplinaire de l'équipe de recherche.

Machan a conclu son discours en disant :Sans l'expertise de l'équipe de Mike Hylinski dans la fabrication de molécules organiques stables pouvant subir le type de réactions nécessaires, ce travail n'aurait pas été possible. Cette molécule organique unique nous a permis de faire quelque chose que seuls les métaux de transition peuvent faire normalement.« .

Référence du magazine :

Cook, NE, et coll. (2024) Réduction homogène de l’O_2 sans métal par électrocatalyseur à base d’iminium. Société chimique américaine. est ce que je.org/10.1021/jacs.3c14549

source: https://as.virginia.edu/

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