Comment préparer des métaux réactifs de grande pureté ? C’est la question que pose l’obtention de terres rares métalliques dont l’usage notamment dans les matériaux magnétiques s’intensifie. L’article y répond en décrivant la plupart des procédés qui relèvent de la réduction des oxydes Ln2O3.
Ces procédés sont des procédés pyrochimiques : la métallothermie un peu brutale, mais surtout l’électrolyse en milieu sels fondus. Le choix des précurseurs, celui des matériaux d’électrodes, la composition du bain conditionnent la pureté du métal obtenu. En ce domaine la recherche en procédés est très active.
Source : L'Actualité chimique n° 400-401 (octobre-novembre 2015) pp. 93-95
Le texte donne un état des lieux très complet sur l’histoire, la production, la commercialisation et les applications des batteries utilisées pour le stockage électrochimique de l’énergie.
Sont passées en revue, les batteries au plomb, les nickel-cadmium (Ni-Cd), les nickel-hydrures métalliques (Ni-MH). Leurs caractéristiques et leurs utilisations sont très bien analysées et illustrées par un large tableau. Les lithium-ion sont traitées à part. La seconde partie de cet article est consacrée à l’évolution des marchés, notamment celui du véhicule électrique et celui des applications stationnaires associées aux énergies renouvelables. Très bien documenté, c’est un texte de vulgarisation qui peut être très apprécié.
Applications présentes et futures des batteries (lien externe)
Source : L'Actualité chimique n° 400-401 (octobre-novembre 2015) pp. 70-72
L’article fait le point sur la recherche et les technologies des dispositifs de stockage électrochimique de l’énergie, soient les accumulateurs et les supercondensateurs.
Les propriétés des accumulateurs dépendent de deux grandeurs essentielles : la densité d’énergie en Wh/kg ou Wh /L et la densité de puissance en W/kg. Les matériaux d’anode et de cathodes des systèmes lithium-ion sont largement décrits, les électrolytes complexes sont passés en revue et les perspectives alternatives comme lithium-air et lithium-soufre sont discutées. Les supercondensateurs qui sont des sources de puissance énergétique (5 kW/kg) mais de faible densité d’énergie (10Wh/kg) sont moins connus mais disposent d’applications potentielles variées. Les matériaux d’électrodes en carbone et les électrolytes sont bien décrits, ainsi que les pseudo-capacitifs et les systèmes hybrides. Dans la perspective de la transition énergétique et du défi posé par le stockage de l’électricité intermittente, c’est un article majeur.
Source : Accumulateurs et supercondensateurs : quels nouveaux systèmes pour des applications diversifiées ?, L'Actualité chimique n° 400-401 (octobre-novembre 2015) pp. 58-64
Les nanosciences ont pour objet l’étude des objets de dimensions de l’ordre du milliardième de mètre (10-9 m). Dans ces dimensions, la matière a des propriétés souvent originales. L’électrochimie permet de construire ces nano-objets et aussi d’en étudier les propriétés.
Les auteurs décrivent ici le microscope électrochimique (SECM) et montre comment on peut fonctionnaliser et nano-structurer des surfaces. L’électrochimie localisée crée des mémoires et jonctions électroniques moléculaires qui pourront concurrencer les mémoires flash. L’électrochimie bipolaire permet aussi de propulser les nano-objets dans un fluide. De nombreuses références complètent cet article.
Source : L'Actualité chimique n° 400-401 (octobre-novembre 2015) pp. 46-50
Cet article est une revue complète et accessible des méthodes de mesure et d’analyse en électrochimie. Sont décrites et expliquées : la potentiométrie, la conductimétrie, la voltampérométrie et l’ampérométrie simple et pulsée.
L’auteur ne se contente pas de donner les principes et les applications, mais aussi les dernières avancées et récents développements. Les microélectrodes, les électrodes sérigraphiées, les biocapteurs débouchent sur de nombreuses applications. Les biocapteurs ampérométriques par exemple ont ouvert la voie aux capteurs miniaturisés, utilisables en médecine clinique. Tout lecteur intéressé par l’analyse chimique et ses applications trouvera ici un article complet avec de nombreuses références.
Électrochimie analytique : potentiels et limitations (lien externe)
Source : L'Actualité chimique n° 400-401 (octobre-novembre 2015) pp. 35-39
Des dispositifs photoélectrochimiques (PEC) permettent sous l’action du rayonnement solaire de dissocier l’eau et de dégager de l’hydrogène à partir de solutions aqueuses comportant des photosensibilisateurs et un catalyseur.
Le photosensibilisateur est souvent un complexe de ruthénium et le catalyseur un complexe de cobalt. Plusieurs types de cellules sont montrées et leurs principes et fonctionnements expliqués. Dans le contexte énergétique actuel, ces systèmes qui conduisent à la production d’hydrogène à partir de l’eau et du rayonnement solaire sont de plus en plus étudiés.
Source : L'Actualité chimique n° 400-401 (octobre-novembre 2015) pp. 22-23
La chimie organique s’attache à se libérer des ressources carbonées fossiles en se fournissant de matières premières végétales, huiles, amidon, sucres, biomasse ligno-cellulosique, tout en essayant de ne pas concurrencer les cultures vivrières. Les voies biochimiques ont fait des progrès notamment par sélection d’enzymes par biotechnologie qui permettent de transformer la cellulose et la lignine. Les usines et pilotes se multiplient produisant le bioéthanol de seconde génération. Les projets de recherche aboutissent maintenant à des procédés industriels, mais le gros problème reste les coûts de production qui restent encore trop élevés que par les voies classiques partant du pétrole ou du gaz industriel.
Source : L’Actualité chimique n° 404 (février 2016) p. 5
La convergence entre les nanotechnologies, la biotechnologie, l’informatique et les sciences cognitives (NBIC) s’est faite grâce à la chimie. Maintenant de grandes sociétés américaines comme Google se lancent afin de supprimer la neurodégénérescence et s’attaquer au vieillissement. C’est d’une part la miniaturisation des circuits intégrés en électronique qui permet l’accès aux super- calculateurs et l’approche du fonctionnement du cerveau humain et d’autre part le développement de la robotique jusqu’à l’intelligence artificielle. Le séquençage du génome ouvre le domaine des manipulations génétiques et les traitements médicaux personnalisés. Les chercheurs et les grandes compagnies « anti-âge » promettent qu’avec les NBIC le prolongement de la vie est pour demain.
Source : L’Actualité chimique n° 392 (janvier 2015) p. 5
Le bois fait partie de la biomasse renouvelable qui constitue en France un stock supérieur à 71 millions de m3. La combustion du bois s’opère en trois phases : la vaporisation, la pyrolyse et l’oxydation du carbone. Les réactions sont données ainsi que le pouvoir calorifique PCS ou PCI qui est de l’ordre de 5 kWh/kg. La rentabilité énergétique dépend du foyer et du mode de combustion. En milieu urbain, la forte contribution à la pollution de l’air est surtout due aux microparticules issues des foyers ouverts. Les inserts et chaudières à bois moderne labélisées par l’ADEME sont recommandés.
Source : L’Actualité chimique n° 393-394 (février-mars 2015) pp. 7-8
Après un bref rappel historique de l’éclairage électrique, on décrit les LED (Light Emitting Diode). Ce sont des semi-conducteurs qui émettent des photons sous l’influence d’un courant électrique. Les compositions de ces diodes sont à base d’arséniures ou de nitrures comme AsGa, GaN ou InGaN qui ont permis de couvrir tout le spectre de l’infrarouge jusqu’au bleu intense et de recomposer la lumière blanche.
Les caractéristiques d’émission, de consommation et de longévité sont données. Les diodes électroluminescentes organiques OLED arrivent elles-aussi sur le marché. Leurs compositions chimiques améliorées et leurs meilleures tenues dans le temps trouvent leurs applications en télévision et en imagerie électronique.
Source : L’Actualité chimique n° 395 (avril 2015) pp. 9-10