1. A Beehive Inspired Hydrogen Photocatalytic Device Integrating a Carbo‐Benzene Triptych Material for Efficient Solar Photo‐Reduction of Seawater
- Author
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Teresa Hungria, Kévin Cocq, Carole Rossi, Andréa Nicollet, Sandrine Assié-Souleille, Valérie Maraval, Séverine Vivies, Kui Tan, Manuel Quevedo-Lopez, Jérémy Cure, Ludovic Salvagnac, Remi Chauvin, Alain Estève, Équipe Nano-ingénierie et intégration des oxydes métalliques et de leurs interfaces (LAAS-NEO), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Laboratoire de chimie de coordination (LCC), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Texas at Dallas [Richardson] (UT Dallas), Centre de microcaractérisation Raimond Castaing (Centre Castaing), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Service Instrumentation Conception Caractérisation (LAAS-I2C), Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), Région Occitanie (project MHytyque), LAAS-CNRS, European Commission and Region Occitanie for their FEDER support (THERMIE grant), European Research Council / Université Fédérale de Toulouse : PyroSafe project (grant number 832889), U.S. Department of Energy, Office of Science, Basic Energy Sciences (DE-SC0019902), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de microcaractérisation Raimond Castaing (CMCR), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
- Subjects
Exothermic reaction ,Copper oxide ,Materials science ,Hydrogen ,photocatalytic device ,hydrogen production ,chemistry.chemical_element ,02 engineering and technology ,010402 general chemistry ,water splitting ,01 natural sciences ,7. Clean energy ,Chemical reaction ,chemistry.chemical_compound ,Coordination complex ,carbo- benzene dye ,Airbag ,[CHIM]Chemical Sciences ,Chemical decomposition ,General Environmental Science ,Hydrogen production ,titanium dioxide film ,Renewable Energy, Sustainability and the Environment ,Non-toxic gas generator ,Thermite ,[CHIM.CATA]Chemical Sciences/Catalysis ,[CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry ,Energetic materials ,021001 nanoscience & nanotechnology ,0104 chemical sciences ,chemistry ,Chemical engineering ,13. Climate action ,Flame propagation ,triptych system ,Water splitting ,0210 nano-technology ,gold nanoparticle - Abstract
International audience; To reduce the size inconvenience of airbag systems employed in human-body protection devices while maintaining comparable gas generation performance, a new family of gas-generating energetic composites are proposed mixing Al/CuO nanothermite with copper complex (Cu(NH 3) 4 (NO 3) 2) known for its propensity to generate gases (0.03 mol/g) such as , , through exothermic chemical decomposition (300 J/g). The aluminum (Al)/Copper oxide (CuO) couple, known as the most widely studied nanomaterial for thermite reactions, releasing a high energy, mostly heat, through chemical reaction, is employed as a source of heat to trigger and sustain the decomposition of Cu(NH 3) 4 (NO 3) 2 complex. This work permits developing a new family of gas-generating energetic composites that takes advantage of specific chemical and thermal properties of both materials. We demonstrate its capability to tune the pressurization rate, burn rate and pressure peak by varying the Al/CuO over Cu(NH 3)(NO 2) 2 mass ratio. The peak pressure of Cu(NH 3) 4 (NO 3) 2 /Al/CuO energetic composites reaches 12 MPa/g.cm 3 in a close volume, which is 3.3 higher than that of traditional Al/CuO nanothermite. They achieve much longer high-pressure duration (~ 30 ms). They also exhibit very intense burning with velocity reaching hundreds of m/s in opening burning experiments. These new materials appear very promising for green gas generation.
- Published
- 2020