Les Défis du CEA n°157 février 2011
Les Défis du CEA n°157 février 2011
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°157 de février 2011

  • Périodicité : mensuel

  • Editeur : CEA

  • Format : (200 x 297) mm

  • Nombre de pages : 20

  • Taille du fichier PDF : 4,5 Mo

  • Dans ce numéro : catalyseurs... comment planquer le platine ?

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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10 À la une les défis du cea février 2011 » > RECHERCHE FONDAMENTALE catalyseur. Ce qui n’est possible que si ce dernier, une molécule à quatre bras dont chacun peut adopter deux conformations, est symétrique. Seules les formes où les branches opposées ont la même conformation sont actives. Or, en solution, le catalyseur peut adopter toutes les conformations imaginables, d’où une perte d’activité. « Nous avons imaginé de « bloquer » le catalyseur dans les bonnes conformations, en greffant des substituants chimiques encombrants sur ses branches », explique Valentina Vetere 7. Ces différents types de substituants ont fait l’objet d’un brevet. Les résultats de ces calculs théoriques ont été ensuite « injectés » dans un modèle numérique « multiéchelle » qui simule tous les phénomènes physicochimiques se déroulant dans une pile ou électrolyseur 8. Développé par AlejandroFranco initialement pour les systèmes multimétalliques à base de platine, ce modèle dispose d’une structure mathématique modulaire qui le rend adaptable à n’importe quel type de catalyseur, comme le matériau bio-inspiré. Il a déjà permis de calculer pour ce système La réactivité chimique des catalyseurs est étudiée grâce à la chimie et l’électrochimie théoriques. UNE PHOTOSYNTHÈSE ARTIFICIELLE Production d’hydrogène sous irradiation lumineuse par un photocatalyseur inorganique. notes : 7. Kachmar A., Vetere V., Maldivi P., Franco A. A., 2010, J. Phys. Chem. A, vol. 114,pp. 11861-11867. 8. Franco A. A., 2010 (à paraître), « PEMFC degradation modeling and analysis », in Polymer electrolyte membrane and direct methanol fuel cell technology (PEMFCs and DMFCs), vol. 1, Fundamentals and performance, HartnigC., Roth EdsC., Woodhead, Cambridge. P.Avavian/CEA Pour produire de l’hydrogène en « cassant » les molécules d’eau, il faut de l’énergie. La filière n’aura de sens que si cette dernière est renouvelable : l’hydrogène deviendrait alors un moyen de stocker et transporter l’énergie d’origine solaire ou éolienne. L’énergie solaire étant de loin la plus abondante, des équipes ont déjà essayé de coupler des panneaux photovoltaïques avec des électrolyseurs d’eau. Mais, outre des difficultés techniques du fait des rendements encore trop faibles, le système se heurte au coût des matériaux photo-voltaïques traditionnels (et à la pénurie prévisible de gallium). L’hydrogène ainsi produit n’est pas économiquement viable. Là encore, le monde vivant donne des clés. Après tout, les plantes utilisent la lumière solaire pour synthétiser directement des molécules énergétiques, en l’occurrence des sucres : c’est la photosynthèse. Certaines microalgues et bactéries produisent même des observables électrochimiques directement comparables aux courbes expérimentales… « Ce sont des données très intéressantes, qui pourront bientôt nous permettre d’améliorer les performances de notre matériau », estime Vincent Artero. L’iridium, autre métal noble Reste qu’un électrolyseur ou une Pac comporte deux électrodes. Quid de la seconde, celle qui assure la réduction de l’oxygène en eau dans une Pac, ou le dégagement d’oxygène dans un électrolyseur. Quels catalyseurs nécessite-t-elle ? La réponse a de quoi décourager : encore du platine ou de l’iridium, autre métal noble… Vincent Artero ne s’affole pas pour autant : « Il existe dans la littérature scientifique des catalyseurs sans platine ni iridium. Nos collègues de Saclay développent de tels matériaux et nous poursuivons l’objectif de produire, d’ici à un an, du courant grâce à une Pac totalement dépourvue de métaux nobles. » À l’année prochaine, donc… ainsi… de l’hydrogène. Dès lors, pourquoi ne pas pousser d’un cran la démarche biomimétique en couplant les catalyseurs « bio-inspirés » avec un photosensibilisateur, c’est-à-dire une molécule capable d’absorber la lumière solaire et de la transformer en flux d’électrons ? C’est ce à quoi des équipes du CEA-iRTSV 1 à Grenoble se sont attelées en 2008 2. Elles poursuivent aujourd’hui ces travaux, en collaboration avec des équipes du CEA-Iramis à Saclay, et du CEA-Liten et du CEA-Léti 3 sur Grenoble, dans le cadre d’un programme transverse appelé « pH 2 oton ». « C’est un projet à long terme, encore très proche de la recherche fondamentale », tempère Vincent Artero, soulignant tout de même que l’ambition est d’aller jusqu’à la fabrication d’un démonstrateur de photolyse de l’eau. notes : 1. Voir rubrique « Ils ont contribué… », p.3. 2. Fihri A., Artero V., Razavet M., BaffertC., LeiblW., Fontecave M., 2008, Angew. Chem. Int. Ed., vol. 47,pp. 564-567. 3. Voir rubrique « Les laboratoires », p.3.
CEA/iRSTV numéro 157 À la pointe ALLÔ, LA PLANÈTE ? Récupérer l’énergie des vibrations, se localiser sans GPS, simuler la collision de deux galaxies ou encore comprendre le phénomène des moussons font l’actualité de cette rubrique. Ou comment mieux connaître ce qui nous entoure pour bien commencer l’année ! ACTINE COMPLEXE Les cellules ont un squelette. Et les filaments d’actine qui le constituent s’assemblent et se désassemblent selon une dynamique très compliquée pour assurer des fonctions telles que la mobilité ou la division cellulaires. Une équipe du CEA-iRTSV 1 a montré que cette plasticité est notamment régie par la géométrie initiale des filaments d’actine dans la cellule. Géométrie qui TRANSFERTS INDUSTRIELS détermine l’orientation, l’angle de croissance des filaments et leurs interactions formant des structures complexes. Pour preuve, ces clichés réalisés en microscopie à fluorescence où l’ossature cellulaire prend l’allure du Soleil ou de l’anémone de mer… note : 1. Voir rubrique « Ils ont contribué… », p.3. Trois prototypes industriels ont été développés par le CEA-Léti 1, le CEA-Liten 2 et leurs partenaires dans le cadre du programme Captaucom, lancé en 2005. Il s’est agi pour les chercheurs de répondre aux cahiers des charges de trois industriels en leur faisant bénéficier des dernières avancées technologiques en matière de miniaturisation, de réduction de la consommation de composants électroniques et de microrécupération d’énergie. notes : 1. Voir rubrique « Les laboratoires », p.3. 2. Voir rubrique « Ils ont contribué… », p.3. Groupe Seb Prototype d’appareil de petit électroménager autonome (domaine des dispositifs de mesure et de commande du petit équipement domestique). Somfy Dispositif autonome de sécurité et de surveillance des ouvrants – portes, volets roulants, stores – (domaine des capteurs et des commandes de fermeture et de protection solaire). NTN-SNR Roulements Prototype de système de surveillance autonome et communicant de roulement (domaine de surveillance et de diagnostic d’organes tournants pour les transports et l’industrie en général). les d éfis du cea 11



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