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21. Enjeux énergétiques et environnementaux

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La chimie verte. Sans titre. Plus qu’aucun autre polymère, les polypeptides forment des structures biomimétiques complexes et fonctionnelles.

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Comme elles sont composées des mêmes acides aminés que l’on retrouve dans les êtres vivants, ces macromolécules à haute valeur ajoutée sont biodégradables, biocompatibles et donc particulièrement intéressantes pour la médecine. Leur synthèse à grande échelle réclame cependant des procédés multi-étapes utilisant des solvants organiques qu’il faut ensuite séparer. En cherchant à éliminer ces solvants, des scientifiques du Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques (LCPO, CNRS/Université de Bordeaux/Institut Polytechnique de Bordeaux) et de l’Université de Boston sont parvenus à synthétiser des polypeptides dans l’eau en une seule étape, tout en obtenant des nanostructures aux propriétés nouvelles.

Ils ont pour cela mis au point un procédé d’auto-assemblage induit par polymérisation par ouverture de cycle, appelé ROPISA. Elemental boron is an effective photothermocatalyst for the conversion of carbon dioxide. Les promesses de la chimie verte. Avec la chimie verte, l'humanité détiendrait les clefs d’un monde moins toxique, plus durable et plus accueillant aussi.

Les promesses de la chimie verte

Pourrait-elle sauver la planète bleue ? Novel catalysis approach reduces carbon dioxide to methane. A growing number of scientists are looking for fast, cost-effective ways to convert carbon dioxide gas into valuable chemicals and fuels.

Novel catalysis approach reduces carbon dioxide to methane

Now, an international team of researchers has revealed a new approach that utilizes a series of catalytic reactions to electrochemically reduce carbon dioxide to methane, the main ingredient in natural gas, eliminating an intermediate step usually needed in the reduction process. "We want to supply renewable electricity and take carbon dioxide from the atmosphere and convert it to something else in one step," said Bingjun Xu , a University of Delaware assistant professor of chemical and biomolecular engineering. "This is a key contribution to this vision. " The team's results were published in the journal Nature Communications on July 26, 2019. Two of the study authors are based at UD: Xu and postdoctoral associate Xiaoxia Chang.

Sans titre. Il y a un peu plus d'un siècle, parvenir à fabriquer de l'or comptait parmi les plus grands fantasmes des chimistes.

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À l'heure où la planète surchauffe, certains rêvent désormais de recycler à grande échelle le dioxyde de carbone (CO2), gaz à effet de serre rejeté en masse dans l'atmosphère par l'activité humaine et qui compte parmi les principaux responsables du réchauffement climatique. Des méthodes de réutilisation du CO2 comme matière première, il en existe déjà. Carbon dioxide to methanol conversion. De la lumière, du fer et du carbone pour recycler le dioxyde de carbone. New catalyst upgrades carbon dioxide to fuels found. La chimie du végétal, pour du biosourcé au quotidien. Et si l’on remplaçait les produits issus du pétrole par des produits « biosourcés » ?

La chimie du végétal, pour du biosourcé au quotidien

Et si le raffinage pétrolier cédait la place au « bioraffinage », et l’essence et le diesel au « biocarburant » ? L’idée d’utiliser le monde végétal comme source de molécules (dites biosourcées) qui seront transformées et utilisées pour notre consommation quotidienne n’est pas nouvelle. Mais c’est depuis une dizaine d’années que le végétal revient en force et qu’une véritable filière « chimie du végétal » se développe et s’installe dans notre économie, et son accroissement n’a fait que s’accélérer.

Quels sont les moteurs de cette nouvelle dynamique ? Cp de la lumiere du fer et du carbone pour recycler le dioxyde de carbone. Institut de chimie. En s’inspirant de la réaction de Doebner, bien connue en chimie médicinale, des chercheurs de l’Université de Strasbourg et de l’Université de Sciences et Technologie de Tianjin en Chine ont mis au point une nouvelle réaction chimique.

Institut de chimie

Les composés produits dans des conditions de chimie verte ont un fort potentiel dans le domaine des molécules thérapeutiques. Ces travaux sont publiés dans Green Chemistry. En 1887, Oskar Döbner découvre la réaction qui porte son nom et qui a été extensivement utilisée pendant plus d’un siècle pour préparer des composés biologiquement actifs. Cent trente ans après cette découverte, des chercheurs du Laboratoire d’Innovation Thérapeutique (CNRS/Université de Strasbourg) et leurs collègues chinois du laboratoire franco-chinois de chimie médicinale de l’Université des Sciences et de Technologie de Tianjin, en partenariat avec l’Académie Nationale de Pharmacie, ont révisé cette réaction.

Références. New catalyst upgrades greenhouse gas into renewable hydrocarbons. Le Canada veut produire de l’aluminium « vert », sans émission de carbone. Soutenus par Apple et les gouvernements québécois et canadien, les industriels Alcoa et Rio Tinto comptent sur un nouveau procédé ne rejetant dans l’atmosphère que de l’oxygène.

Le Canada veut produire de l’aluminium « vert », sans émission de carbone

Dans le secteur de l’aluminium, l’élimination des émissions de gaz à effet de serre n’est pas pour demain, mais elle pourrait faire bientôt un grand pas en avant avec un mode de production non polluant, qui devrait être opérationnel à partir de 2024. Le 10 mai, les groupes Alcoa et Rio Tinto ont annoncé vouloir fonder une entreprise conjointe, Elysis, pour exploiter un procédé qui n’émet pas du tout de dioxyde de carbone contrairement à la technique de fusion traditionnelle.

Apple ainsi que les gouvernements canadien et québécois leur apportent leur concours. A green approach to making ammonia could help feed the world. A UCF research team with collaborators at Virginia Tech have developed a new "green" approach to making ammonia that may help make feeding the rising world population more sustainable.

A green approach to making ammonia could help feed the world

"This new approach can facilitate ammonia production using renewable energy, such as electricity generated from solar or wind," said physics Assistant Professor Xiaofeng Feng. "Basically, this new approach can help advance a sustainable development of our human society. " Ammonia, a compound of nitrogen and hydrogen, is essential to all life on the planet and is a vital ingredient in most fertilizers used for food production.

Since World War I, the ammonia in fertilizer has been primarily produced using the Haber-Bosch method, which is energy and fossil-fuel intensive. Scientists discover greener way of making plastics. Researchers at the Energy Safety Research Institute (ESRI) at Swansea University have found a way of converting waste carbon dioxide into a molecule that forms the basis of making plastics.

Scientists discover greener way of making plastics

The potential of using global ethylene derived from carbon dioxide (CO2) is huge, utilising half a billion tonnes of the carbon emitted each year and offsetting global carbon emissions. Catalyzing carbon dioxide: System can transform CO2 into CO for use in industry. On any given day, more than 2 million pounds of carbon dioxide are pumped into the atmosphere from factories, emissions from cars and trucks and the burning of coal and natural gas to generate electricity.

Catalyzing carbon dioxide: System can transform CO2 into CO for use in industry

For many, it's a cause for environmental concern, but for Haotian Wang, it's the perfect raw material. A Fellow at the Rowland Institute at Harvard, Wang and his research team have developed a system that uses renewable electricity to electrochemically transform carbon dioxide into carbon monoxide - a key commodity used in any number of industrial processes. Institut de chimie. L’atome d’azote est un des constituants des acides aminés, son assimilation par les êtres vivants est donc primordiale. La réserve essentielle de cet élément est l'atmosphère terrestre, puisque sa forme élémentaire, le diazote (N2), en représente 80%. Le problème : N2 est une molécule très inerte, il est très difficile de la faire réagir avec d'autres éléments.

Depuis près d'un siècle, le procédé industriel Haber-Bosch permet d'effectuer chaque année la conversion de millions de tonnes de N2 en ammoniac (NH3), qui permet entre autres de synthétiser les fertilisants azotés indispensables à l'agriculture intensive. Mais ce procédé est gourmand en énergie (hautes températures et pressions) et ressources fossiles (dihydrogène (H2), mais aussi responsable d’émissions importantes de CO2. Pour transformer N2, les scientifiques cherchent donc des méthodes plus douces, moins énergivores et plus respectueuses de l’environnement.

Apport de la chimie au respect de l’environnement

Cp vers une production de carburant solaire. Vers une production de « carburant solaire » Institut écologie et environnement - Actualités de l'institut. 22 mai 2017 - Communiqué de presse Elle s’était déjà signalée dans une technique innovante de dépollution des sols par les plantes. L’équipe de Claude Grison, professeur à l’UM, s’illustre aujourd’hui par l’invention de « l’écocatalyse » : un procédé révolutionnaire qui ouvre à la chimie verte des horizons nouveaux. Une chimie sans solvants, c’est possible. En revisitant la technique traditionnelle du mortier et du pilon, les chercheurs ont développé des procédés de mécanochimie permettant de se passer des solvants et de leur toxicité. Un pas de plus vers la chimie verte… Une fois par mois, retrouvez sur notre site les Inédits du CNRS, des analyses scientifiques originales publiées en partenariat avec Libération (link is external).

Matières plastiques, médicaments, produits cosmétiques… Par ses activités de synthèse, la chimie dite « organique », qui se consacre aux composés contenant des atomes de carbone, contribue à la préparation d’un grand nombre de produits du quotidien. Catalyst for the carbon-free production of hydrogen gas from ammonia. (Phys.org)—Hydrogen has the potential to provide an alternative, clean energy source, particularly as applied to fuel cell technology. Current fuel sources involve carbon-containing fossil fuels or carbon-containing organic molecules, which result in the production of excess CO2, a greenhouse gas. A way to use water to convert methane into methanol. (Phys.org)—A team of researchers from the Paul Scherrer Institut and ETH Zurich, both in Switzerland, has developed a one-step process that uses water to convert methane to methanol. In their paper published in the journal Science, the group describes their technique, noting that in addition to offering a simple and relatively cheap way to make methanol, the only other byproduct is hydrogen.

Methane has been identified as a greenhouse gas, one that is perhaps more of a problem even than carbon dioxide because it traps more heat (some studies have suggested 25 times as much)—fortunately, not nearly as much of it is emitted by humans into the atmosphere. Greening the pharma industry. Synthesizing life-saving pharmaceuticals from natural biomass can be more cost-efficient than traditional methods and produces fewer toxic byproducts. By applying 'green chemistry' techniques, Russian researchers say they can use plant biomass to produce industrial quantities of a basic ingredient, or 'platform chemical', for useful pharmaceutical compounds. Cryocap™ : solution cryogénique de captage de CO₂ unique au monde.

The agri-food industry: carbonation, preservation, and refrigerated transport In the form of snow or ice, CO₂ constitutes an extremely powerful and practical source of cold that has a variety of uses in the production and shipment of food products.In its gaseous form, it extends the shelf life of certain products by replacing the air in packaging with CO₂, alone or combined with nitrogen.

This helps to cut down on food waste. It is also used in sparkling beverages, for which it provides the bubbles, as well as for beverages served in restaurants on tap. Used in greenhouse growing, it helps to speed up the process of photosynthesis and improve crop yields. Other Industries. Battery can be recharged with carbon dioxide. (Phys.org)—Researchers have developed a type of rechargeable battery called a flow cell that can be recharged with a water-based solution containing dissolved carbon dioxide (CO2) emitted from fossil fuel power plants.

The device works by taking advantage of the CO2 concentration difference between CO2 emissions and ambient air, which can ultimately be used to generate electricity. The new flow cell produces an average power density of 0.82 W/m2, which is almost 200 times higher than values obtained using previous similar methods. Although it is not yet clear whether the process could be economically viable on a large scale, the early results appear promising and could be further improved with future research. The scientists, Taeyong Kim, Bruce E. Logan, and Christopher A. Nano-spike catalysts convert carbon dioxide directly into ethanol. Innovation - Liste d'actualités. Deux atomes d’oxygène que relie un atome de carbone. Le dioxyde de carbone, ou CO2, est une petite molécule au cœur de bien des préoccupations.

Son implication dans le réchauffement climatique ne fait aujourd’hui plus de doute, et sa concentration en hausse constante dans l’atmosphère représente un sujet de préoccupation de premier ordre. Totalement dépassé, le cycle naturel du carbone n’est plus en capacité de l’éliminer : 35,5 Gt de CO2 excédentaire s’accumulent ainsi chaque année. Et les prévisions font état de 60 Gt par an à l’horizon 2050. Un double constat alimente par ailleurs les débats : les modèles de société actuels, extrêmement dépendants aux énergies fossiles (pétrole, gaz, charbon), devront un jour faire face à l’épuisement annoncé de ces ressources : les réserves mondiales de pétrole représentent 53,3 ans de production, essentiellement concentrées dans les pays de l’OPEP, qui en détiennent 71,9 %. Ces chimistes à l’assaut du CO2. Depuis des années, le chimiste Marc Robert développe un procédé pour valoriser le dioxyde de carbone. Avec ses collègues Jean-Michel Savéant et Cyrille Costentin, du Laboratoire d’électrochimie moléculaire, il a reçu en novembre 2016 le prix du « Challenge des molécules essentielles » de la société Air Liquide.

Que faire des milliards de tonnes de CO2 que nous injectons chaque année dans l’atmosphère ? C’est sans doute en gardant cette question à l’esprit que Marc Robert a commencé à imaginer des solutions permettant de valoriser ce gaz à effet de serre, au milieu des années 2000.