INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
- la balise moléculaire : dans cette variante, la sonde est constituée d’un seul oligonucléotide, conçu de telle façon que le fluorophore et le quencher sont à proximité immédiate lorsque la sonde n’est pas hybridée et se trouve à basse température. Cette proximité résulte le plus souvent de la présence de séquences complémentaires de quelques bases aux extrémités de la séquence spécifique de la séquence d’intérêt. En solution, ces deux extrémités complémentaires s’hybrident en formant une double hélice, ce qui a pour effet de rapprocher et de maintenir à courte distance le fluorophore et le quencher. Lorsque les séquences cibles sont présentes dans la solution et que la température est en-dessous ou au voisinage de la température de fusion du duplex formé entre la sonde et sa cible, les sondes qui s’hybrident à leurs séquences cibles deviennent fluorescentes, et
- l’essai par l’activité nucléase 5’ : dans cette variante, lorsque la sonde est hybridée à sa séquence cible, l’hybridation d’une amorce en 5’ de cette sonde déclenche la polymérisation d’un nouveau brin d’ADN. Lorsque la polymérase rencontre l’extrémité 5’ de la sonde, elle la clive grâce à son activité exonucléasique de 5’ vers 3’, ce qui a pour effet de séparer de façon irréversible le fluorophore du quencher. Le fluorophore peut alors exprimer sa fluorescence de manière plus efficace puisque le rayonnement n’est plus absorbé par le quencher. Le principe du procédé exploitant l’activité exonucléase de 5’ vers 3’ a été décrit dans le brevet US 5 210 015 et dans une publication de Holland PM et al. « Detection of specific polymerase chain reaction product by utilizing the 5'----3' exonuclease activity of Thermus aquaticus DNA polymerase », Proceedings of the National Academy of Sciences Aug 1991, 88 (16) 7276-7280; DOI: 10.1073/pnas.88.16.7276 PNAS 1991en 1991. Dans ce procédé, la sonde était marquée par en 5’ à l’aide d’un marqueur radioactif. Le procédé a ensuite été amélioré en remplaçant ce marqueur par un fluorophore avec l’ajout d’un quencher en 3’ qui permet à la sonde de subir un changement de fluorescence selon qu’elle est libre en solution, ou hybridée, ou digérée (brevet US 5723591, sondes utilisables avec le procédé Taq-Man™).
Ces formats peuvent eux-mêmes être mis en œuvre selon des variantes telles que les procédés utilisant des sondes (qui peuvent jouer également le rôle d’amorce dans certains de ces procédés) de type Scorpion (marque déposée), Amplifluor (marque déposée), MGB Eclipse (marque déposée), Light Upon eXtension (LUX, marque déposée), Quenching of Unincorporated Amplification Signal Reporters (QUASR) ou QZyme (marque déposée) par exemple.
Le format en phase homogène présente de nombreux avantages parmi lesquels : une excellente cinétique d’interactions des sondes avec leur séquences cibles respectives, un faible coût, et d’excellentes performances en termes de sensibilité.
(b) L’état de la technologie dans le domaine de la production de catalyse d’éthanol :
Dans les réactions mentionnées ci-dessus, les catalyseurs jouent un rôle crucial à la fois pour conduire l'éthanol conversion vers les limites thermodynamiques « ie » (conversion complète) mais aussi pour atteindre une production maximale d'hydrogène avec les résultats plus élevés possibles (c’est à dire correspondant à une réaction WGS équilibrée).
Plus en détail, les réactions de reformage de l'éthanol comprennent plusieurs étapes publiées la nécessité de surface catalytique capable de : « i » déshydrogéner et / ou déshydrater l'éthanol en intermédiaires conduisant ensuite à des produits d'acétaldéhyde et d'éthylène « ii » clivent la liaison carbone-carbone d’intermédiaires de surface « C2 » pour produire « CO x et CH 4 » et « iii » reformer ces produits « C 1 » pour générer de l'hydrogène. Le choix du catalyseur et son environnement d'ingénierie (mise en forme, type de réacteur, conditions de fonctionnement) sont des facteurs clés pour répondre aux exigences ci-dessus. Les technologies connues sont relatées ci-après :
Catalyseurs pour le reformage à la vapeur d'éthanol : Compte tenu des principaux résultats rapportés dans la littérature, les métaux nobles et non nobles sont employés :
Systèmes à base de métaux nobles : Les catalyseurs de métaux nobles sont bien connus pour leur activité catalytique élevée dans tout type de l'activation de l'activation d'hydrocarbures, en particulier lorsqu'une formation de coke par la fissuration excessive doit être évitée. Pour l'éthanol, « SR, Rh, Ru, Pd et Pt » ont été élargis étudier, en combinaison avec des supports non réductibles conventionnels comme l'alumine ou l'oxydoréduction matériaux capables de stocker / libérer l'oxygène comme les systèmes à base de cérium.
Le groupe de « Duprez »® a examiné l'inclusion du métal noble « Rh, Pt » et le rôle du support (« Al 2 O 3 , Al 2 O 3 -CeO 2 , CeO 2 , Ce 0,63 Zr 0,37 O 2 » ) pour la vapeur d'éthanol réformateur. Sur un test que l'activité du catalyseur dans le « SR » augmentait avec la mobilité du groupe « OH » à la surface du catalyseur et que la sélectivité du catalyseur vis-à-vis du « CO 2 » diminue avec l'augmentation de l'efficacité du catalyseur dans le « WGS » inverse (RWGS) réaction. Ils ont également étudié une autre formule originale : »Rh / Mg x Ni 1-x Al 2 O 3 » oxyde spinelle, afin de combiner diverses fonctions des métaux nobles et non nobles avec un basicité du support bien ajustée. Les performances obtenues pour « SR » à 700 o C de 1 à 11atm (Rapport molaire H 2 O / éthanol de 4, vitesse spatiale 24000 h -1 ) les propriétés de la base des matériaux sont des paramètres cruciaux dans la mesure où ils ont un impact sur le contrôle de la sélectivité primaire en éthylène ou acétaldéhyde.
Dans une étude récente, « Breen et al.» ont étudié l'effet de soutien de la vapeur d'éthanol reformage sur Rh, Pt et Pd supporté sur les systèmes « Al 2 O 3 et CeO 2 » . Supporté à l'alumine les catalyseurs se sont révélés très actifs à des températures relativement basses (400 o C) pour la déshydratation d'éthanol en éthylène qui a été converti en « H 2, CO et CO 2 » comme produits principaux et « CH 4 » comme un mineur à des températures plus élevées (au-dessus de 600 o C). L’activité était « Rh> Pd> Pt ». Avec le catalyseur à support ceria, la formation d'éthylène n'a pas été testée et l'ordre d'activité à des températures élevées (au-dessus de 600 o C) était « Pt> Rh> Pd ». La nature du « Il » a également été affiché que le soutien joue un rôle important dans le fonctionnement à long terme des catalyseurs.
« Frusteri et coll. » ont évalué les performances catalytiques du « Pd, Rh, Ni » supporté par « MgO et Co » pour la production d'hydrogène par reformage à la vapeur d'éthanol. « Rh / MgO » a montré la meilleure performance en termes de conversion et de stabilité de l'éthanol. Le taux de formation de coke sur « Rh / MgO » était très faible car le « MgO » était basique. Il a également été constaté que la désactivation était principalement due à frittage du métal.
« Liguras et coll. » comparé les performances catalytiques des catalyseurs « Rh, Ru, Pt et Pd » en la plage de températures de 600 à 850 o C avec une charge de métal de 0 à 5% en poids ; « Rh » s'est avérée donner la conversion d'éthanol et le rendement d'hydrogène les plus élevés. Bien qu'inactif à faibles charges, « Ru » ont montré une activité catalytique comparable à « Rh » à forte charge (5% en poids). Le 5% « Ru / Al 2 O 3 » pourrait convertir complètement l'éthanol en gaz de synthèse avec une sélectivité en hydrogène supérieure à 95%.
Catalyseurs à base de métaux non nobles : Les catalyseurs utilisant des métaux non nobles ont également été élargis pour la vapeur d'éthanol reformage, essentiellement pour leur moindre coût par rapport à ceux contenant des métaux nobles. Le « Ni » est utilisé dans l'industrie comme catalyseur de métaux non nobles à faible coût pour un certain nombre de processus de réaction chimique. Pour le reformage de l'éthanol, « Ni » fonctionne également bien car il favorise « CC » rupture. « Fatsikostas et coll. » ont comparé l'activité catalytique de catalyseurs « Ni » supportés sur l’ « La 2 O 3 , Al 2 O 3 , YSZ et MgO ». L'activité et la stabilité supérieure de « Ni / Y 2 O 3 » ont été attribuées à la formation d'espèces oxycarbonates de lanthane « La 2 O 2 CO 3 » capables de réagir avec la surface carbone déposé au cours de la réaction et empêchant ainsi la désactivation du « Ni ». « Sun et coll. » a également comparé l'activité catalytique de « Ni / Y 2 O 3 » et « Ni / La 2 O 3 » pour l'hydrogène produit par reformage à la vapeur d'éthanol. Les catalyseurs ont été préparés en utilisant l'oxalate de nickel comme précurseur et dans une méthode d'imprégnation – décomposition- réduction. Fonctionnement à température ambiante pression et à 320 o C, la conversion de l'éthanol en utilisant « Ni / Y 2 O 3 » et « Ni / La 2 O 3 » était de 93,1% et 99,5%, respectivement, tandis que la sélectivité de l'hydrogène était de 53,2% et 48,5%, respectivement. A titre de comparaison, la sélectivité de l'hydrogène pour un catalyseur « Ni / Al 2 O 3 » atteint un maximum de 47,7% à 300 o C . La sélectivité rapportée pour l'hydrogène était relativement faible, probablement en raison du faible rapport molaire eau / éthanol utilisé. Il a été confirmé que l'augmentation du rapport molaire eau / éthanol pourrait augmenter la sélectivité en hydrogène.
Outre « La 2 O 3 et Al 2 O 3 » , d'autres oxydes ont également été étudiés comme supports alternatifs pour catalyseur Ni. « Yang et coll. » ont montré qu'à 650 o C et avec une charge de Ni de 10% en poids, presque une conversion de 100% de l'éthanol a été atteinte avec une sélectivité en hydrogène classée comme : « Ni / ZnO = Ni / La 2 O 3 > Ni / MgO> Ni / Al 2 O 3 » .
« Frusteri et coll. » ont étudié l'effet de l'addition d'alcali (par exemple « Li », « Na », « K ») sur le comportement d'un catalyseur « Ni / MgO » dans le reformage à la vapeur du bio-éthanol. « Li » et « Na » ont été trouvés à favorisent la réduction de « NiO » mais aggravent la dispersion de la phase « Ni », alors que « K » n'a pas affectent significativement la morphologie ou la dispersion du « Ni ». « Li » et « K » ont amélioré la stabilité de « Ni / MgO » principalement en inhibant le frittage à long terme du « Ni ».
Le cobalt, ayant des propriétés proches de Ni, a en effet également fait l'objet de recherches approfondies. « Cavallaro et al. » ont influencé sur la stabilité du support catalytique de plusieurs catalyseurs supportés. Ils ont développé que les catalyseurs « Co / Al 2 O 3 » étaient désactivés après 2-3h dans l'éthanol « SR » (650 o C), et « MgO » représentait un support plus approprié pour Co catalyseur en raison de sa plus faible acidité par rapport à « Al 2 O 3 » . Comme on le suppose global, la désactivation a été attribuée à l'oxydation du cobalt et à la formation de coke.
Outre la nature du métal et du support, les conditions de synthèse sont également comme des paramètres importants déterminants l'activité et la stabilité des catalyseur. Préparé par la technique d'humidité naissante ou d'imprégnation (IMP), le méthode sol-gel (SG) et combinaison des deux méthodes (ISG), « Co / SiO 2 et Co / Al 2 O 3 » présentaient diverses surfaces, compositions de surface et dispersions moyennes, résultant en un différence apparente dans les activités catalytiques. Avec une charge de 8% en poids de « Co », un maximum d'hydrogène une sélectivité de 62% et 67% a été obtenue avec « Co / SiO 2 » préparé par « ISG » et « Co / Al 2 O 3 » préparé par « IMP ». Différences de dispersion de phase métallique liées à différentes interactions avec le support pourrait expliquer ces effets de préparation.
Catalyseurs à base d'alliages bi (multi) métalliques : En tant que tendance générale vérifiée dans le criblage des formulations de catalyseurs, en plus de des formules monométalliques, des compositions bi ou multi-métalliques ont également été étudiées.
Réaction de reformage de l'éthanol : « Marino et coll. » ont examiné l'activité catalytique des catalyseurs « Cu-Ni-K / Al 2 O 3 » . De la comparaison avec les systèmes monométalliques, la déshydrogénation de l'éthanol et la rupture de liaison « CC » étaient facilement sur « Cu » et « Ni », respectivement. De plus, « K » a réduit la possibilité de formation coke par sites acides neutralisés d' « Al 2 O 3 » .
Cible 4 - RSVB :
amorce sens TCCTAACTTCTCAAGTGTGGTC amorce antisens CTTGGTTTCTTGGTGTACCTCT sonde ATTO647N-AGGCAATGCAGCAGGTCTAGGCAT-BHQ2
Cible 5 - RSV type A :
amorce sens GCAGGATTGTTTATGAATGCCT amorce antisens CACAACTTGTTCCATTTCTGCT sonde Cy5-GGTGCAGGGCAAGTGATGTTACGG-BHQ2
Les amorces sont ajoutées au mélange à une concentration comprise entre 0,1 et 0,6µM ; les sondes sont ajoutées à la réaction à une concentration comprise entre 0,1 et 0,5µM. Le mélange de RT-PCR se compose d’un tampon (Tris-HCL, KCl 25mM, (NH4)2SO4 16mM, MgCl2 4,5mM) et l’amplification est réalisée en utilisant entre 3 et 10U de TAQ polymerase (avec activité exonucléase en 5') et 3U de WarmStart reverse transcriptase. Le protocole PCR utilisé se compose de : transcription inverse réalisée pendant une minute à 60°C, dénaturation / activation de la polymérase réalisée pendant une minute à 95°C et 45 cycles PCR (composés de deux phases : dénaturation pendant 3 secondes à 95°C et hybridation/extension pendant 15 secondes à 60°C). Les mesures de l’intensité de fluorescence sont effectuées toutes les 100ms.
On réalise 5 réactions de PCR comprenant l’ensemble des sondes sauf une pour déterminer les signatures temporelles des sondes.
On utilise ensuite ces signatures temporelles pour démultiplexer les signaux enregistrés au cours de réactions de PCR pentaplex pour rechercher, en une seule réaction, la présence de n’importe quelle séquence parmi les 5 séquences nucléotidiques d’intérêt.
Ainsi, il apparaît que, grâce aux signatures temporelles, il est possible de réaliser un multiplexage / démultiplexage de degré 2, 3, 4, 5 ou plus, dès lors que l’on est capable de bien définir les signatures temporelles de chacune des sondes.
Cette capacité de détection multiplexée de séquences d’acides nucléiques ouvre des possibilités conséquentes, comme par exemple la possibilité de réaliser la recherche simultanée de nombreuses mutations génétiques ponctuelles du génome du coronavirus SARS-CoV-2 dans un échantillon clinique, ce qui permet d’identifier rapidement le variant présent dans cet échantillon, alternative plus rapide et moins coûteuse que le séquençage du génome viral présent dans cet échantillon.
Dispositif monolithique autonome de production d’hydrogène La présente invention concerne un dispositif et procédé de production d’hydrogène (H 2 ) à partir de d’eau.
Plus particulièrement, l’invention concerne un dispositif et procédé de production d’hydrogène à partir d’eau mettant en œuvre un dispositif monolithique de cellules photovoltaïques intégrées dans une cellule photoélectrochimique d’électrolyse de l’eau et au moins un système d’évaporation d’eau.
Etat de l’art L’électrolyse de l’eau conventionnelle consiste à décomposer celle-ci en hydrogène et oxygène (gaz) sous l’influence d’un potentiel électrique appliqué. Typiquement deux moles d'hydrogène et une mole d'oxygène sont générées pour 2 moles d’eau consommée. Au sein de l’électrolyseur, l'hydrogène est produit à la cathode (électrode négative) tandis que l'oxygène est généré simultanément à l’anode (électrode positive). On parle respectivement de la réaction d’évolution d’hydrogène (HER) et de la réaction d’évolution d’oxygène (OER).
L’hydrogène produit par électrolyse de l'eau et alimentée par des sources d'énergie renouvelables, est dit hydrogène vert. Les perspectives de production dans les décennies à venir s’annoncent colossales et nécessiteront par exemple de coupler de larges fermes solaires avec des électrolyseurs. Cependant, l’électrolyse aqueuse pose plusieurs problèmes technologiques, industriels et commerciaux, tels que l'efficacité énergétique limitée, l'installation de conteneurs d'eau ou de flux d'eau, l’installation coûteuse pour purifier l'eau, et une limitation en termes d’implantation pour les endroits où l'eau n'est pas disponible.
La décomposition de l'eau par l’énergie solaire est donc possible en couplant des cellules photovoltaïques avec des électrolyseurs d'eau : on parle de systèmes PV-EC. L’association spécifique des cellules PV et l’électronique de puissance associée permet de délivrer le potentiel et le courant nécessaires au fonctionnement des électrolyseurs. Ceux-ci diffèrent principalement par le type d'électrolyte et la membrane polymérique de séparation des électrodes (qui impactent notamment la dynamique de réponse des systèmes) : il s’agit d’électrolyseurs dits alcalins (AWE pour « Alkaline water Electrolyzer »), à membrane échangeuse de protons (PEM pour « Proton Exchange Membrane »)), fonctionnant un peu au-delà de la température ambiante jusqu'à 90°C.
Les cellules photovoltaïques au silicium dans une configuration PV-EC peuvent fournir par exemple 10 % d'efficacité de conversion de l’énergie lumineuse en carburant (H 2 ) sur des systèmes intégrés avec des éléments non précieux et rares, comme rapporté par Cox et al.(C. Cox, J. Lee, D. Nocera, T. Buonassisi, PNAS, 2014, 11, 14057-14061), où une jonction de 3 ou 4 mini-modules PV c-Si offre un potentiel de circuit ouvert de Voc = 1,79 V et Voc = 2,46 V respectivement, et la cellule d’électrolyse avec NiBi comme anode et NiMoZn comme cathode affiche un photocourant de 8,13 mA.cm-2.
L’électrolyse de l'eau par voie solaire est également très largement décrite dans la littérature dans le cadre de cellules dites photoélectrochimiques (PEC) qui sont des systèmes (PV-EC) intégrés permettant la photoélectrolyse de l’eau. Parmi les différentes architectures envisageables de PEC, on citera les cellules dites complètement intégrées où des cellules photovoltaïques peuvent être utilisées comme photoélectrode. Ces types de dispositifs monolithiques (sans connections externes) ont atteint des efficacités allant jusqu'à 19% via l’utilisation d’une cellule solaire tandem de type III-V comme photoélectrode. Ladite photoélectrode est en fait constituée de sous-cellules de GaInP et de GaInAs sur un substrat de GaAs, d'une couche protectrice de TiO 2 anatase, et d’une dispersion de nanoparticules de catalyseur de Rh (HEC pour « hydrogen evolution catalyst »), couplée à une contre-électrode de RuO 2 pulvérisée (OER), elle présente cependant une faible stabilité de quelques heures.
La montre des composants de l’étage d’engrenages en éclaté vers l’extérieur à partir d’un corps externe de la pompe à carburant de la ;
La est une coupe longitudinale de l’étage d’engrenages de la pompe à carburant de la comportant des premier et second trains d’engrenages, chaque train d’engrenages comportant un engrenage, un palier fixe et un palier mobile ;
La illustre les paliers mobiles des premier et second trains d’engrenages des et 5 disposés avec des côtés plats se touchant ;
La est une vue en perspective d’un exemple de palier mobile conçu pour être utilisé dans l’un des premier et second trains d’engrenages, le palier mobile de l’autre train d’engrenages étant une image miroir ; et
La illustre une autre vue en perspective du palier mobile de la représenté depuis l’extrémité axiale opposée.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE Il est maintenant fait référence en détail à des exemples d’aspects de la présente description qui sont illustrés dans les dessins joints. Lorsque c’est possible, les mêmes numéros de référence seront utilisés dans tous les dessins pour désigner des parties identiques ou analogues.
La illustre une pompe à carburant 100 destinée à être utilisée avec un moteur. La pompe à carburant 100 entraîne du fluide (par exemple, du carburant) depuis une entrée 102 vers une sortie 104 avec un ou plusieurs étages. Par exemple, en référence aux figures 2 et 3, la pompe 100 inclut un étage d’engrenages 106 ayant un corps externe 116 définissant une chambre à engrenages 118. L’entrée 102 conduit à une région d’entrée de la chambre à engrenages 118 ; la sortie 104 conduit à une région de refoulement 112 de la chambre à engrenages 118. Un agencement d’engrenages 108 est disposé à l’intérieur de la chambre à engrenages 118 et entraîne le fluide de la région d’entrée 110 à la région de refoulement 112.
Comme illustré sur les figures 4 et 5, la chambre à engrenages 118 s’étend le long d’un axe longitudinal L. L’agencement d’engrenages 108 est disposé à l’intérieur de la chambre à engrenages 118. L’agencement d’engrenages 108 inclut un premier train d’engrenages incluant un tourillon 120 s’étendant axialement à l’intérieur de la chambre à engrenages 118 le long de l’axe longitudinal L. Un engrenage 114 du premier train d’engrenages est monté de manière rotative sur le tourillon 120. Des premier et second paliers 122, 124 sont montés sur le tourillon 120 sur des côtés opposés de l’engrenage 114 pour supporter radialement le tourillon 120 par rapport au corps 116 de telle sorte que le tourillon 120 peut tourner autour de l’axe longitudinal L par rapport au corps 116. Les premier et second paliers 122, 124 sont fixés en rotation l’un par rapport à l’autre et par rapport au corps externe 116. Un bouchon 126 se monte sur le corps 116 pour fermer la chambre à engrenages 118.
Dans certains modes de réalisation, les composants sont formés à partir de matériaux différents. Par exemple, les engrenages 114a, 114b peuvent être formés d’un métal différent de celui des paliers mobiles 124a, 124b et/ou du corps 116. Ainsi, les variations thermiques ont des effets différents sur les composants. Pour compenser, les seconds paliers 124a, 124b sont mobiles axialement le long du tourillon pour permettre une dilatation et une contraction thermiques pendant le fonctionnement de la pompe 100. Le premier palier 122 est fixe axialement et en rotation par rapport au tourillon 120.
Dans certains modes de réalisation, l’agencement d’engrenages 108 inclut deux trains d’engrenages disposés en parallèle au sein de la chambre à engrenages 118. Chacun des premiers trains inclut un engrenage respectif 114a, 114b, un tourillon respectif 120a, 120b s’étendant le long d’un axe longitudinal respectif, un palier fixe respectif 122a, 122b, et un palier mobile respectif 124a, 124b de l’agencement d’engrenages 108. La chambre à engrenages 118 est conformée pour loger les deux trains d’engrenages. Dans l’exemple représenté, la chambre à engrenages 118 présente une section transversale en forme d’arachide. Les trains d’engrenages sont disposés suffisamment proches l’un de l’autre de sorte qu’au moins les seconds paliers 124a, 124b viennent en contact l’un avec l’autre comme décrit plus en détail ici. Comme illustré sur la , les premier et second engrenages 114a, 114b s’engrènent au niveau d’une région alignée avec la région d’entrée 110 et la région de refoulement 112. Les dents des engrenages 114a, 114b aspirent le fluide de la région dʼentrée 110, le long dʼun chemin dʼécoulement F sʼétendant entre les dents dʼengrenage et la cavité 118, vers la région de refoulement 112.
Alors qu’une majorité du fluide est entraînée vers la sortie 104 à travers la région de refoulement 112, au moins une partie du fluide fuit le long de la chambre à engrenages 118 (par exemple, vers les paliers mobiles 124a, 124b). Le fluide fuyant depuis la région d’entrée 110 a une première pression. Le fluide fuyant depuis la région de refoulement 112 a une seconde pression supérieure à la première pression. Pour réduire les fuites, les paliers mobiles 124a, 124b sont sollicités contre les engrenages respectifs 114a, 114b. En conséquence, chaque engrenage 114a, 114b est pressé entre le palier fixe 122a, 122b et le palier mobile 124a, 124b.