Une nouvelle structure de MOF pour adsorber le CO2
Les réseaux métallo-organiques (MOFs) ont la particularité d’être de bons adsorbants pour le CO2 et sont donc de sérieux candidats pour l'élaboration de procédés de capture du carbone. Problème : en plus du CO2, ils adsorbent aussi bien, voire mieux, les molécules d'eau. Des chercheurs américains ont donc imaginé une nouvelle structure de MOF, dans lequel un noyau MOF à haute capacité d'adsorption de CO2 est empêché de se lier aux molécules d’eau par une coquille faite dans un autre MOF à travers laquelle l’eau se diffuse très lentement. Quelle paire de MOFs assembler pour obtenir un résultat optimal ? Pour répondre à cette question, l’équipe s'est appuyée sur une combinaison de mesures expérimentales, de modélisation informatique et multiphysique et a identifié 10 couples possibles.
P. Boone et al., Designing optimal core-shell MOFs for direct air capture, Nanoscale, 2022 ; doi.org/10.1039/D2NR03177A
Réduire les incertitudes sur les mesures des réseaux de Bragg
Les réseaux de Bragg sont des micro-structures, gravées au cœur des fibres optiques, dont le rôle est notamment métrologique, permettant de mesurer la déformation, la température ou la pression. Le principe se base sur la détection des longueurs d’ondes réfléchies ou non par le réseau, dont l’indice de réfraction est variable. Mais ce comportement dérive quand la température s’élève et conduit à des incertitudes. Pour évaluer les méthodes statistiques de recalibrage, le chercheur américain Zeeshan Ahmed a analysé l’évolution du comportement de 14 réseaux, soumis à plusieurs cycles de température entre 233 et 393 K (de -40 à 120°C). Il conclut qu’un modèle de régression dynamique peut réduire de 70% les incertitudes sur ces mesures.
Z. Ahmed, Hysteresis compensation in temperature response of fiber Bragg grating thermometers using dynamic regression, Sensors and Actuators A: Physical, 2022 ; doi.org/10.1016/j.sna.2022.113872
Record de vitesse de charge pour une batterie à haute densité d’énergie
Pour la première fois, une équipe américaine est parvenue à charger une batterie lithium-ion à haute densité d’énergie - un type de batterie pouvant être utilisée dans les véhicules électriques - à 75% de son état de charge en 12 minutes sur plus de 900 cycles de charge. Pour un état de charge de 70%, ils sont même descendus à 11 minutes sur 2000 cycles de charge. Ils ont pour cela mis au point une technologie permettant de réguler la température de la batterie de l’intérieur, plutôt que de la relier à des systèmes de refroidissement extérieurs - ce qui était fait jusqu’à présent - gagnant ainsi en efficacité. La nouvelle structure mise au point consiste en l’ajout, en plus de l’anode, de la cathode et de l’électrolyte, d’une feuille de nickel ultrafine qui fait office de régulateur de température. La batterie obtenue, en plus de se charger plus rapidement, est aussi beaucoup plus compacte.
Chao-Yang Wang et al., Fast charging of energy-dense lithium-ion batteries, Nature, 2022 ; doi.org/10.1038/s41586-022-05281-0
Un composite biodégradable à partir de fibres de feuilles d’ananas
Une équipe de chercheurs internationaux a démontré pour la première fois la possibilité d’utiliser des déchets issus de l’agriculture - des fibres de feuilles d’ananas - et de l’acide polylactique - un polymère biodégradable - pour fabriquer un matériau composite biodégradable par impression 3D. L’étude de caractérisation qu’ils ont menée sur le matériau ainsi obtenu a révélé des propriétés mécaniques, cristallines ou encore thermiques améliorées. Il pourrait à terme être utilisé pour fabriquer des emballages biodégradables pour des aliments ou des produits médicaux.
B. B. Mansingh et al., Comprehensive characterization of raw and treated pineapple leaf fiber/polylactic acid green composites manufactured by 3D printing technique, Polymer Composites, 2022 ; doi.org/10.1002/pc.26906
Diminuer la corrosion des sels fondus
Les sels de chlorure fondus sont aujourd’hui envisagés comme fluides caloporteurs dans le domaine du solaire et du nucléaire, ou pour le stockage d’énergie thermique. Cependant, avant de pouvoir être utilisés, ils doivent être purifiés pour enlever les impuretés responsables de la corrosion du métal qu’ils contiennent. Ces dernières peuvent en effet endommager les tuyaux ou encore les unités de stockage, et diminuer la performance des sels. C’est pour remédier à ce problème qu’une équipe a testé une nouvelle méthode de purification à basse température, en utilisant de l’argon, un gaz inerte, saturé en chlorure de thionyle, et qui a été mis au contact d’un sel de chlorure fondu, la carnallite. Les chercheurs ont ensuite évalué la pureté obtenue à la fin du procédé : l’oxygène et ses dérivés contenus initialement dans le sel, principaux responsables de la corrosion, ont été enlevés avec succès. L’apparition de composés ternaires de nickel a cependant été constatée, un effet qui pourrait selon les auteurs être réduit en modifiant les conditions de la réaction.
J. McFarlane et al., Chloride salt purification by reaction with thionyl chloride vapors to remove oxygen, oxygenated compounds, and hydroxides, Frontiers in Chemical Engineering, 2022 ; doi.org/10.3389/fceng.2022.811513
