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Des chimistes révèlent le mécanisme de réaction d’un catalyseur d’énergie propre pour la production d’hydrogène

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Des chimistes révèlent le mécanisme de réaction d’un catalyseur d’énergie propre pour la production d’hydrogène

Des chimistes révèlent le mécanisme de réaction d’un catalyseur d’énergie propre pour la production d’hydrogène.

L’hydrogène, l’élément le plus simple sur terre, est un carburant propre qui pourrait révolutionner l’industrie de l’énergie. Cependant, l’accès à l’hydrogène n’est en aucun cas un processus simple ou propre. L’hydrogène pur est extrêmement rare dans la nature et les méthodes pratiques pour le produire reposent actuellement sur des combustibles fossiles. Mais si les scientifiques trouvent le bon catalyseur chimique, qui peut séparer l’hydrogène et l’oxygène dans les molécules d’eau, alors l’hydrogène pur peut être produit à partir de sources d’énergie renouvelables telles que l’énergie solaire.

Maintenant, les scientifiques sont sur le point de trouver ce catalyseur. Des chimistes de l’Université du Kansas et du Laboratoire national de Brookhaven du Département américain de l’énergie ont révélé le mécanisme de réaction complet d’une classe clé de catalyseurs de séparation de l’eau. était leur travail publié Dans Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS).

Dmitri PolyanskiLe chimiste de Brookhaven, co-auteur de l’article, a déclaré :

Il est très rare que vous puissiez obtenir une compréhension complète de l’ensemble du cycle de motivation.

« Ces réactions passent par de nombreuses étapes, dont certaines sont très rapides et difficiles à remarquer. »

Les étapes intermédiaires rapides rendent difficile pour les scientifiques de déchiffrer où, quand et comment se produisent les parties les plus importantes de la réaction catalytique – et donc, si le catalyseur convient à des applications à grande échelle.

À l’Université du Kansas, le professeur adjoint James Blackmore recherchait des candidats potentiels lorsqu’il a remarqué quelque chose d’inhabituel dans un catalyseur en particulier. Ce catalyseur, appelé composé de pentaméthylcyclopentadiényl rhodium, ou complexe Cp*Rh, montrait la réaction dans une région où les molécules sont normalement stables.

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James BlackmoreIl a dit:

Les composés métalliques – des molécules qui contiennent un centre métallique entouré d’un échafaudage organique – sont importants pour leur capacité à catalyser des réactions autrement difficiles.

« Normalement, la réactivité se produit directement au centre du métal, mais dans notre système d’intérêt, l’échafaudage de liaison semble être directement impliqué dans la chimie. »

Alors, qu’est-ce qui interagissait exactement avec le ligand ? L’équipe a-t-elle vraiment remarqué une étape active dans le mécanisme de réaction, ou simplement une réaction secondaire indésirable ? Quelle est la stabilité des produits intermédiaires fabriqués ? Pour répondre à de telles questions, Blakemore s’est associé à des chimistes du laboratoire de Brookhaven pour utiliser une technique de recherche spécialisée appelée radiolyse pulsée.

La radiolyse pulsée exploite la puissance des accélérateurs de particules pour isoler les étapes rapides et difficiles à observer dans un cycle catalytique. Brookhaven Centre d’accélération pour la recherche énergétique (ACER) est l’un des deux seuls sites aux États-Unis où cette technologie peut être mise en œuvre, grâce au complexe d’accélérateur de particules avancé du laboratoire.

David GryllLe chimiste de Brookhaven, un autre co-auteur de l’article, a déclaré :

Nous accélérons les électrons, qui transportent une grande énergie, à des vitesses très élevées.

« Lorsque ces électrons traversent la solution chimique que nous étudions, ils ionisent les molécules de solvant, générant des espèces chargées qui sont interceptées par les molécules de catalyseur, qui changent rapidement de composition. Nous utilisons ensuite des outils de spectroscopie résolue en temps pour surveiller la réaction chimique. après que ce changement rapide se soit produit. »

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Les études de spectroscopie fournissent des données spectrales, qui peuvent être considérées comme des empreintes digitales de la structure de la molécule. En comparant ces signatures à des structures connues, les scientifiques peuvent déchiffrer les changements physiques et électroniques dans les produits intermédiaires de courte durée des réactions catalytiques.

« L’analyse radiométrique des impulsions nous permet d’identifier une seule étape et de l’examiner sur une très courte échelle de temps », a déclaré Polyansky. « Le matériel que nous avons utilisé peut résoudre des événements en un millionième à un milliardième de seconde. »

En combinant la radiolyse pulsée et la spectroscopie accélérée avec les techniques d’électrochimie et de flux arrêté les plus courantes, l’équipe a pu déchiffrer chaque étape du cycle catalytique complexe, y compris les détails de l’interaction inhabituelle qui se produit dans l’échafaudage de liaison.

« L’une des caractéristiques les plus notables de ce cycle de motivation est l’implication directe des liens », a déclaré Grylls. Cette région de la molécule n’est souvent qu’un spectateur, mais nous avons observé une interaction au sein des liaisons qui n’a pas encore été démontrée pour cette classe de composés. Nous avons pu montrer que le groupement hydrure, produit intermédiaire de la réaction, sautait sur le complexe Cp*ligand. Cela a démontré que le ligand Cp* était un élément actif du mécanisme de réaction. »

La capture de ces détails chimiques fins permettra aux scientifiques de concevoir plus facilement des catalyseurs plus efficaces, stables et rentables pour produire de l’hydrogène pur.

Les chercheurs espèrent également que leurs découvertes fourniront des indices pour déchiffrer les mécanismes de réaction pour d’autres classes de catalyseurs.

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« En chimie, des résultats comme les nôtres peuvent souvent être généralisés et appliqués pour améliorer d’autres systèmes, mais obtenir des détails importants sur la réaction rapide, comme nous l’avons fait ici, est une étape essentielle », a déclaré Blackmore. « Nous espérons que d’autres groupes de recherche s’appuieront sur nos connaissances et s’appuieront dessus, peut-être en utilisant une interaction améliorée par un lieur pour créer de meilleurs catalyseurs. »

Cette étude n’est qu’une série d’expériences parmi un grand nombre de travaux sur l’énergie propre menés par des scientifiques de l’Université du Kansas et du Brookhaven Lab.

« Nous construisons les connaissances chimiques fondamentales qui aideront un jour les scientifiques à concevoir le catalyseur optimal pour la production d’hydrogène pur », a déclaré Polyansky.

Ce travail a été soutenu par la National Science Foundation et le Department of Energy’s Office of Science.

est en train de lire Les dernières nouvelles qui façonnent le marché de l’hydrogène se trouvent dans le Hydrogen Center

Des chimistes révèlent le mécanisme de réaction d’un catalyseur d’énergie propre, 15 mai 2023

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Les cadres de données doivent transcender les risques et les récompenses… et doivent également être éthiques

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Les cadres de données doivent transcender les risques et les récompenses… et doivent également être éthiques

La semaine dernière, un de mes lecteurs a attiré mon attention sur mes articles sur l’utilisation des données clients, l’IA et l’open banking, affirmant que j’avais manqué un point critique. Qu'est-ce que j'ai raté? Eh bien, les discussions portaient principalement sur l'utilisation des données clients à des fins de marketing, de conseil, de sûreté, de sécurité, de risque et de conformité… mais c'est bien plus que cela. C'est aussi une question d'éthique.

Ils expliquent que la plupart des banques ont une vision purement « commerciale » de la conformité, car il peut y avoir des amendes réglementaires… mais ce n'est que le coût des affaires. L’idée supplémentaire qu’ils m’ont apportée est qu’il peut y avoir un plus grand risque d’aliéner les clients en ne gérant pas les risques des parties prenantes en matière d’éthique.

Par exemple, une analyse indépendante de l'éthique de JPMorgan a révélé que celle-ci fonctionnait très bien. Ce rapport est par degré d'éthique About Ethics, produit par JP Morgan, une société ESG indépendante alimentée par l'intelligence artificielle, en donne une bonne idée.

Deux choses ont retenu mon attention dans ce rapport. Le premier est le tableau de bord utilisé, qui met en balance l'engagement des banques en matière de réglementation, leur réputation, leur robustesse et les risques auxquels elles sont confrontées.

C'est un joli tableau de bord.

La deuxième raison est que JPMorgan se classe troisième dans son groupe de pairs en termes d'éthique, classée dans le 83e centile de toutes les entreprises, classée C. En d'autres termes, elles obtiennent de très bons résultats et se classent parmi les quatre premières des cinq premières entreprises. .En termes d'éthique. Waouh ! Mais elles peuvent encore faire mieux, comme en témoigne un autre rapport récent qui révèle que les banques américaines sont largement contraires à l’éthique lorsqu’il s’agit d’investir dans des entreprises qui détruisent la planète et vendent des armes aux ennemis de l’État.

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Les banques américaines ont été classées parmi les entreprises les moins éthiques du Royaume-Uni

Deux sociétés bancaires géantes américaines… ont été classées parmi les « pires » fournisseurs par des chercheurs pour leurs politiques sur des questions telles que la crise climatique et les armes. Goldman Sachs et JPMorgan Chase ont tous deux obtenu de mauvais résultats en matière d'environnement, de droits de l'homme et de paiement des impôts, selon une nouvelle étude de la revue Ethical Consumer.

Cela signifie qu’il y a beaucoup de place à l’amélioration. Alors que faire? Ce qu’il faut faire, c’est être éthique dès la conception. Qu'est-ce que ça veut dire? Eh bien, un autre ami m'a envoyé ce rapport Qui concernent spécifiquement cet espace :

écrit par Charles Radcliffe Et Richard (Dick) Knodell*, c'est une vision intéressante de ce sujet.

Le document a été publié en 2020 et parlait du scandale Cambridge Analytica/Facebook et de la manière de gérer l'éthique dans le contexte des technologies numériques. Ils affirment que le problème n'est pas simplement que l'éthique, en tant que domaine de gouvernance, n'est pas bien comprise par l'industrie technologique, mais qu'elle est soit limitée dans le dialogue dominant à la discussion des questions de risque et de sécurité, soit confondue avec la réglementation. . conformité.

Les termes utilisés pour désigner les structures de gouvernance de l’éthique, tels que « conseils d’éthique » et « conseils d’éthique », sont également utilisés de manière interchangeable.

L'article de Charles et Dick propose une définition de l'éthique numérique où il apparaît clairement qu'elle est considérée comme un sujet de gouvernance complètement distinct de la conformité réglementaire, des risques techniques et de la gestion de la sécurité.

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Cela vaut la peine d'être lu et, dans l'ensemble, je suis d'accord avec vous. L'éthique est un sujet en soi et de plus en plus important dans le monde actuel d'utilisation abusive des données clients, mais elle doit faire partie du développement d'un modèle de données complet incluant les risques, la réglementation, le marketing, les conseils et l'analyse globale des données numériques.

* Charles est un contributeur de Forbes et a fait des présentations dans le monde entier sur des sujets liés à la technologie et au changement sociétal, notamment deux conférences TEDx disponibles en ligne. Richard (Dick) a une carrière de plus de quatre décennies, spécialisé dans le travail avec les dirigeants de grandes organisations complexes, notamment Goldman Sachs, American Express, IBM et AT&T.

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Ce ver effrayant a une vision exceptionnelle, et les scientifiques ne savent pas pourquoi : ScienceAlert

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Ce ver effrayant a une vision exceptionnelle, et les scientifiques ne savent pas pourquoi : ScienceAlert

Il existe des globes oculaires étranges dans le règne animal au sens large, mais il existe un type de ver marin qui déroute les scientifiques.

On les appelle vers polychètes et leurs yeux sont tout simplement énormes. Ensemble, les yeux pèsent 20 fois plus que le reste de la tête de l'animal. Pour l'humaincela représenterait environ 50 kg (110 lb) par œil.

Nous connaissons ces mirettes géantes depuis un certain temps ; Ce que les scientifiques voulaient savoir, c'était ce que les vers voyaient avec eux.

« Nous avons décidé de percer le mystère de la raison pour laquelle un ver transparent, presque invisible, qui se nourrit en pleine nuit, a évolué pour avoir des yeux énormes. » dit le biologiste marin Michael Bock De l'Université de Lund en Suède. « En tant que tel, le premier objectif était de déterminer si les grands yeux donnaient au ver une bonne vision. »

Leur travail impliquait une enquête détaillée sur l’observation de trois espèces de vers marins nocturnes de la mer Méditerranée : Candida turea, Vanadis Voir. FormoseEt Les naïades peuvent s'entraînerchacun comportant une paire géante de mirettes gonflées.

Les chercheurs ont mené des études optiques, morphologiques et électrophysiologiques des yeux de ces animaux de manière méticuleuse. Les résultats ont montré que la famille des vers polychètes Alciopidae appartient aux trois espèces La capacité de voir des objets petits ou éloignés Et suivez leur mouvement.

Un ensemble de trois yeux de ver. Vanadis Voir. Formose Situé en bas à gauche ; Candida turea En haut à droite ; Et Les naïades peuvent s'entraîner En bas à droite. (Bock et coll., la devise. Biol.2024)

Étant donné que seuls les vertébrés, les arthropodes et les céphalopodes étaient auparavant connus pour avoir une vision des objets, c'est vraiment extraordinaire. La plupart des autres vers polychètes ont Vision de base basse résolutionou Réception de lumière directionnelle Qui détecte uniquement la présence de lumière et la direction d'où elle provient.

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« C'est la première fois qu'une vision aussi avancée et détaillée est démontrée en dehors de ces groupes. » dit le neurobiologiste marin Anders Jarm De l'Université de Copenhague.

« En fait, nos recherches ont montré que le ver a une vision exceptionnelle. Sa vision est comparable à celle des souris ou des rats, bien qu'il s'agisse d'un organisme relativement simple avec un petit cerveau. »

On ne sait toujours pas pourquoi une créature active la nuit au fond de l’océan aurait besoin d’une acuité visuelle aussi fine. Il semble que ce soit effectivement le cas ; Même si le corps du ver est suffisamment transparent pour lui permettre de se cacher, ses yeux doivent rester suffisamment opaques pour absorber la lumière. Cela signifie que les yeux doivent conférer un bénéfice qui compense le risque d'être remarqué par les prédateurs de passage.

Nous ne savons pas avec certitude quel est cet avantage. Mais cherche Réalisé depuis près de 50 ans Présente une idée. En 1977, des scientifiques ont découvert que les yeux de ces vers sont les plus sensibles à la détection des longueurs d'onde ultraviolettes. Cela suggère que la vie marine nocturne a un secret que nous n’avons pas encore découvert.

« Nous avons une théorie selon laquelle les vers eux-mêmes sont bioluminescents et communiquent entre eux via la lumière. Si vous utilisez une lumière bleue ou verte ordinaire comme bioluminescence, vous risquez également d'attirer les prédateurs. Mais si le ver utilise plutôt la lumière ultraviolette, il restera invisible.  » « Pour les animaux autres que ceux de leur propre espèce, notre hypothèse est donc qu'ils ont développé une vision ultraviolette aiguë pour avoir un langage secret d'accouplement. » Garm explique.

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« Il se peut aussi qu’ils recherchent des proies dotées de la bioluminescence UV. Mais quoi qu’il en soit, cela rend les choses vraiment excitantes car la bioluminescence UV n’a jamais été observée chez aucun autre animal. Nous espérons donc pouvoir présenter cela comme la première. Découvrez un exemple.

La recherche a été publiée dans Biologie actuelle.

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Les terres englouties au large de l'Australie étaient un point chaud pour les aborigènes lors de la dernière période glaciaire, révèlent 4 000 objets en pierre.

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Les terres englouties au large de l'Australie étaient un point chaud pour les aborigènes lors de la dernière période glaciaire, révèlent 4 000 objets en pierre.

Une analyse de plus de 4 000 objets en pierre découverts sur une île au nord-ouest de l’Australie donne un aperçu de la vie aborigène il y a des dizaines de milliers d’années.

Il a déclaré que la découverte souligne les « liens de longue date » entre les peuples aborigènes et l'Australie contemporaine. David Zénaanthropologue à la California State University, Sacramento et auteur principal d'une nouvelle étude décrivant l'analyse.

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