Une cellule thermophotovoltaïque qui dépasse 40% d’efficacité... Et 4 autres avancées de la recherche
Une cellule thermophotovoltaïque qui dépasse 40% d’efficacité
Des ingénieurs américains ont conçu une cellule thermophotovoltaïque capable de convertir la chaleur issue d’un émetteur à 2400°C en électricité avec une efficacité de plus de 40%. Ces cellules visent à permettre le stockage thermique pour le réseau électrique en convertissant l’électricité en chaleur, stockée dans un matériau à bas coût comme le graphite, puis en convertissant la chaleur en électricité. Utilisant généralement des températures plus basses, autour de 1300°C, les cellules pêchent par leur efficacité. En se plaçant au-dessus de 2000°C, les chercheurs ont pu utiliser des semiconducteurs III-V à large bande interdite qui leur ont permis d’augmenter l’efficacité.
Alina LaPotin et al., Thermophotovoltaic efficiency of 40%, Nature (2022). doi.org/10.1038/s41586-022-04473-y
Zoom sur le réseau complexe de distribution d’énergie qui permet aux microalgues de capter le CO2
Le mécanisme de concentration intracellulaire en CO2 (CCM) au niveau du catalyseur de l’enzyme RuBisCO – qui fixe efficacement le CO2 – explique la bonne performance de la photosynthèse des microalgues, et donc leur possibilité de capter du CO2 industriel. Mais d’où provient l’énergie nécessaire au CCM ? Dans le cas de l'algue verte Chlamydomonas, une équipe franco-américaine a montré qu’il s’agit des processus de production de l’énergie photosynthétique eux-mêmes. Deux mécanismes de transfert d’électrons se combinent (flux cyclique d’électrons et photo-réduction d’O2) pour produire un gradient de protons qui participe à la conversion du bicarbonate en CO2 au niveau de la RuBisCO. Grâce à ces mécanismes, l’algue fournit suffisamment d’énergie au CCM sans compromettre la fixation photosynthétique du CO2, qui consomme aussi de l’énergie.
Burlacot, A., et al. Alternative photosynthesis pathways drive the algal CO2-concentrating mechanism. Nature (2022). doi.org/10.1038/s41586-022-04662-9
Comment les cycloalcanes peuvent réduire les émissions des avions
Le carburant communément utilisé dans l'aéronautique contient des aromatiques. Ce sont des dérivés du raffinage du pétrole brut qui augmentent la puissance du moteur. Des chercheurs américains ont remplacé une partie de ces aromatiques par des cycloalcanes. Ces molécules sont composées d'atomes d'hydrogène et de carbone, disposés dans une structure cyclique qui n'utilise que des liaisons simples. Les scientifiques ont découvert que lorsqu'ils sont utilisés dans les carburéacteurs, ils peuvent réduire la formation de traînées de condensation et les émissions de suie. De plus, les cycloalcanes peuvent être produits à partir de matières premières ou de matières biologiques renouvelables. Ils présentent un véritable intérêt quant à la décarbonisation de l'industrie aéronautique.
Alexander Landera et al. Building Structure-Property Relationships of Cycloalkanes in Support of Their Use in Sustainable Aviation Fuels, Frontiers in Energy Research (2022). doi.org/10.3389/fenrg.2021.771697
Création ultrarapide de skyrmions grâce à un laser femtoseconde
Depuis leurs premières observations en 2009, les skyrmions suscitent l’espoir des scientifiques qui espèrent les exploiter pour en faire la future génération de dispositif de stockage. Stables, de petites tailles, ces tourbillons de spin qui se créent en surface de certains matériaux semblent idéaux pour stocker l’information. Encore faut-il développer un moyen précis de les manipuler pour écrire – et effacer – les informations à stocker. À l’aide d’impulsions laser femtoseconde, des chercheurs suédois ont réussi à produire une nucléation de skyrmions ultrarapide, en environ 100 femtosecondes. Une prouesse permise par la prise en compte et le traitement des électrons itinérants, qui ont le potentiel d’agir sur l’interaction spin-orbite, elle-même déterminant la probabilité d’excitation des skyrmions.
Viñas Boström E., et al. Microscopic theory of light-induced ultrafast skyrmion excitation in transition metal films. npj Computational Materials (2022) doi.org/10.1038/s41524-022-00735-5
Un nouveau nanogel prometteur pour le transport de molécules
Une équipe de scientifiques hollandais a mis au point un nanogel capable de transporter des molécules individuelles d'un liquide à l'autre. Pour ce faire, ils se sont intéressés aux bijels, des émulsions de deux liquides séparés par une couche ultra-mince de nanoparticules. Cette dernière stabilise la surface entre les fluides qui ne se mélangent pas. En accroissant la surface d’interaction entre les deux liquides, les chercheurs ont pu augmenter l'échange de produits chimiques. De quoi viser une économie d'énergie dans les processus industriels nécessitant la séparation de produits chimiques. D'autres applications sont envisagées comme le développement de cellules solaires ou celui de membranes de séparation utilisables pour la désalinisation de l’eau de mer.
Mohd A. Khan et al., Nanostructured, Fluid-Bicontinuous Gels for Continuous-Flow Liquid-Liquid Extraction, Advanced Materials (2022). doi.org/10.1002/adma.202109547
Sélectionné pour vous
SUR LE MÊME SUJET
Une cellule thermophotovoltaïque qui dépasse 40% d’efficacité... Et 4 autres avancées de la recherche
Tous les champs sont obligatoires
0Commentaire
Réagir
