Des chercheurs de l'Université de Princeton et de l'Université Rice ont combiné le fer, le cuivre et l'ordinaire.
Les usines industrielles décomposent souvent l'ammoniacà des températures élevées, en utilisant comme catalyseurs une large gamme de catalyseurs, c'est-à-dire des matériaux qui accélèrent une réaction chimique. Des recherches antérieures ont montré que la température du procédé peut être abaissée avec du ruthénium, mais ce matériau est trop cher.
Pour optimiser le processus, les chimistes ont utiliséprogrès de la plasmonique. Il s'agit d'un domaine relativement nouveau qui explore la combinaison de minuscules nanostructures métalliques et de la lumière. En dirigeant la lumière sur des structures inférieures à une longueur d'onde, les ingénieurs manipulent les propriétés des matériaux. Dans ce cas, les scientifiques ont utilisé la lumière pour exciter les électrons dans les nanoparticules de fer.
Cellule de réaction (à gauche) et photocatalytiqueplate-forme (à droite) utilisée pour tester les photocatalyseurs plasmoniques cuivre-fer pour la production d'hydrogène à partir d'ammoniac. Toute l'énergie de réaction pour la catalyse provenait de LED émettant de la lumière à une longueur d'onde de 470 nanomètres. Image : Syzygy Plasmonics, Inc., Université Rice
Convient uniquement à la plasmoniquecertains types de métaux, comme le cuivre, l'or ou l'argent. Les scientifiques ont ajouté des atomes de cuivre aux particules de fer pour créer de minuscules nanostructures. Dans ce cas, le cuivre agit comme une antenne qui capte la lumière de la LED. Et les atomes de fer incrustés dans le cuivre agissent comme des catalyseurs pour accélérer la réaction, entraînés par les électrons excités par la lumière.
Dans une série d'expériences, les scientifiques ont montré que cele procédé convient pour obtenir de l'hydrogène à partir d'ammoniac. Dans le même temps, seule la lumière des LED à économie d'énergie est nécessaire pour le fonctionnement, fonctionnant à température ambiante sans chauffage supplémentaire. Les chercheurs disent que le processus est évolutif. Les scientifiques continueront d'explorer des catalyseurs alternatifs pour améliorer encore l'efficacité du processus et réduire son coût.
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