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Book
Carbon : one atom's odyssey
Authors: ---
ISBN: 9781718501225 Year: 2021 Publisher: San Francisco : No Starch Press,

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Abstract

A richly illustrated history of a single atom of carbon, tracing its many manifestations from the Big Bang to the present. "Carbon: One Atom's Odyssey" is an illustrated adaptation of 'Carbon,' a short story from Italian chemist, writer, and Auschwitz survivor Primo Levi. It traces the life story and many molecular manifestations of a single atom of this life-essential element.You'll follow one atom from its spectacular birth 14 billion years ago through its harrowing journey on planet Earth where it has become a basic building block of nearly 10 million known compounds in living things.

Keywords

Carbon --- Carbone.


Book
Valorisation du CO₂
Author:
ISBN: 9782356716736 2356716734 Year: 2021 Publisher: Paris : Presse des Mines,

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Abstract

La technologie du captage-stockage du CO₂ présente des perspectives de réduction d'émissions importantes et rentables à moyen terme. La valorisation du CO₂ apparaît par conséquent comme une filière complémentaire de cette voie. Cette valorisation conjointe au captage du CO₂ permettrait d'utiliser du CO₂ déjà capté et concentré. Ce CO₂, disponible en grande quantité, pourrait être utilisé, à court terme, sur site, ou, à plus long terme, à distance par la construction d'un réseau de pipelines de CO₂, lorsque les technologies de captage seront déployées. La valorisation du CO₂ permet aussi d'accompagner l'essor des énergies renouvelables (éolien, solaire, ...) et se traduit par l'utilisation du CO₂ comme matière première et comme source de carbone. Le CO₂ peut alors servir soit à produire des produits à valeur énergétique, soit des produits chimiques de base. La valorisation de CO₂ s'insère donc dans un cadre « Green Business » et peut correspondre à un choix stratégique identifié comme un relais de croissance verte dans le cadre de la transition énergétique. Cet ouvrage présente les principes de valorisation du CO₂ et des débouchés stratégiques pour des produits chimiques et des produits à valeurs énergétiques : gaz de synthèse, éthanol, méthanol ou carburants de synthèse produits par voie électrochimique, hydrogénation du CO₂ ou à partir du reformage à sec du méthane. Pour chaque produit, les contextes technique et économique sont précisés permettant ainsi aux étudiants, chercheurs, ingénieurs et décideurs économiques de comprendre ce marché émergent.


Book
Membrane technology for CO₂ sequestration
Author:
ISBN: 9780367780067 9781138504509 9781315146072 Year: 2021 Publisher: Boca Raton, FL : CRC Press,

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Abstract

This book addresses the fundamentals of CO₂ storage for long-term sequestration in a subsurface geologic formation. In general, membrane gas separation can find a large room of application in flue gas. To achieve the development of this technology on a larger scale than which is possible in the lab we have to use membrane engineering. Consequently, greater emphasis is placed on novel materials for gas separation. Possible design strategies and role of novel materials are discussed. Additionally, the latest progress in design and preparation of asymmetric membranes for natural gas purification are highlighted. In fact, further development should focus on module and process design in order to bring gas separation membrane technology into commercial application. Therefore, the keys issues to propel current research towards industrial application are examined. Besides, the feasibility of implementing polyimide membrane for CO2 removal under real industrial conditions and its economic viability are highlighted. In order to exhibit excellent film-forming properties, zeolite membrane and cellulose acetate butyrate membrane areaddressed. Interestingly, it was found that the most accurate theoretical three-phase model is arguably revised Pal model with average percentage error of 0.74%.


Dissertation
Evaluation de la multifonctionnalité des aménagements de lutte contre le ruissellement et l'érosion des sols sur la ceinture loessique belge
Authors: --- --- --- ---
Year: 2021 Publisher: Liège Université de Liège (ULiège)

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Abstract

The Belgian loess belt and its watersheds are particularly affected by runoff and erosion&#13;[Bielders et al., 2003], causing significant damages [Dogot et al., 2019]. Specialists are reflecting on watershed management which, in addition to combating these disturbing phenomena,&#13;promotes a wealth of ecosystem services (ES). The objective of this work is to evaluate the&#13;ecosystem services of different existing developments in the fight against runoff and soil erosion&#13;in an agricultural catchment in the Belgian Loessic belt. Based on the work of [Cantreul, 2020],&#13;nine management scenarios of the experimental watershed of Chastre, in addition to the initial&#13;scenario, are used to evaluate the services of pollination, carbon storage, agricultural production,&#13;landscape attractiveness and erosion prevention. These scenarios are established by specialists&#13;on the basis of grassed strips and channels, wooded strips, hedges, fascines and changes in the&#13;direction and intensity of tillage. The ES of pollination, carbon storage and erosion prevention&#13;are assessed using InVEST models. A methodology based on the loss of utilised agricultural area&#13;(SAU) is developed for the agricultural production service and a survey-based methodology is&#13;used for landscape attractiveness. The results obtained are rich and varied. The scenarios with&#13;the best results for pollination, carbon storage, landscape attractiveness and erosion prevention&#13;are also the most expensive to implement and they have the greatest impacts on SAU. The&#13;choice of an ideal management scenario must take into account the trade-offs between ES and&#13;the synergies between them.


Dissertation
Characterization of tropical forest structure using airborne LiDAR in central Africa
Authors: --- --- --- --- --- et al.
Year: 2021 Publisher: Liège Université de Liège (ULiège)

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Abstract

Tropical forests contribute greatly to the mitigation of the effects of climate&#13;change because of the predominant role of photosynthesis in the carbon cycle. These&#13;forests are among the richest ecosystems on Earth and hold some of the biggest&#13;aboveground carbon stocks. This carbon accounts for half of the biomass and, albeit it&#13;is not possible yet to capture all the subtleties underlying the mechanisms that shape&#13;the variation of biomass in the forests, it is known that the structure of a forest mirrors&#13;its biomass i.e. the spatial organization of a forest influences its biomass. Study of&#13;the structure is achievable through LiDAR remote sensing, a technology offering the&#13;opportunity to produce a 3D point cloud of the forests. Hence, decomposition of the&#13;forest into several structural sub-components has the potential to partially shed light on&#13;some of the mechanisms that influence the biomass.&#13;In this context, we assessed the potential of different LiDAR metrics (i.e. features)&#13;to characterize components of the forest structure at the plot-level and tested combinations&#13;of variables to predict structural properties that were then integrated into existing&#13;biomass estimation pantropical models that rely on field measurements. Features were&#13;extracted through area-based, tree-centric, gap-oriented and statistical approaches.&#13;Relevance of the LiDAR in the characterization of the forest was confirmed for&#13;the significantly correlated features. Area-based metrics yielded the best scores but the&#13;features obtained from the tree-centric and statistical approach showed promising results.&#13;Prediction of the properties explained 27% to 88% of the variation depending&#13;on the structural component. Integration of these predictions into updated versions of&#13;existing models gave reliable estimations of biomass (RMSEr = 0.11) compared to their&#13;respective original counterparts, but when compared to the field biomass, the pantropical&#13;models showed important biases that we attributed to their original formulas and not&#13;our own locally developed sub-models.&#13;In the end, our study confirmed the capacity of various LiDAR metrics to describe&#13;the forest structure and demonstrates their reliability as substitutes into existing prediction&#13;models, notably without any need to standardize by field metrics like most of the&#13;studies at the plot-level.&#13;Combining these findings to the examination of environmental drivers of forest&#13;structure and biomass seems to be the next step into a better understanding of biomass&#13;and carbon allocation. Les forêts tropicales contribuent grandement à l’atténuation des effets du&#13;changement climatique, et ce grâce au rôle prédominant de la photosynthèse au sein&#13;du cycle du carbone. Ces forêts comptent parmi les plus riches écosystèmes sur Terre&#13;et abritent l’un des plus importants stocks de carbone hors sol. Ce carbone représente&#13;la moitié de la biomasse et, bien qu’il ne soit pas encore possible de capturer toutes&#13;les subtilités sous-tendant les mécanismes qui animent la variation de la biomasse,&#13;on sait que la structure d’une forêt est un reflet de sa biomasse, autrement dit que&#13;l’organisation spatiale d’une forêt influence sa biomasse. L’étude de cette structure peut&#13;être réalisée au moyen de télédétection par LiDAR, une technologie qui offre la possibilité&#13;de produire un nuage de points en 3D de la forêt. Aussi, la décomposition de la forêt en&#13;plusieurs sous-composantes structurelles a le potentiel de mettre en lumière certains des&#13;mécanismes d’influence de la biomasse.&#13;Dans ce contexte, nous avons évalué le potentiel de différentes métriques LiDAR&#13;(i.e. éléments) dans la caractérisation de composantes structurelles de la forêt à l’échelle&#13;de la parcelle, et nous avons ensuite testé des combinaisons de ces éléments pour prédire&#13;différentes propriétés structurelles, qui furent par la suite intégrées au sein de modèles&#13;existants d’estimation de la biomasse à l’échelle pantropicale. Les éléments furent extraits&#13;via des approches à l’échelle de la zone, de l’arbre, des trouées ou statistiques.&#13;La pertinence du LiDAR pour caractériser la forêt a été confirmée pour les éléments&#13;significativement corrélés. Les métriques obtenues par l’approche à l’échelle de la zone&#13;ont obtenu les meilleurs résultats mais celles provenant de l’approche à l’échelle de l’arbre&#13;et de l’approche statistique ont montré des résultats prometteurs.&#13;Les prédictions des propriétés ont permis d’expliquer entre 27% et 88% des&#13;variations observées selon la composante structurelle prédite. L’intégration de ces&#13;prédictions dans des versions mise à jour de modèles existants donne des estimations de&#13;biomasse jugées fiables (RMSEr = 0.11) en comparaison de leurs homologues originels,&#13;mais comparés à la biomasse évaluée sur le terrain, les modèles pantropicaux ont montré&#13;d’importants biais que nous avons attribué à leurs formules originelles et non à nos&#13;propres modèles développés localement.&#13;Au final, notre étude confirme la capacité des métriques LiDAR à caractériser la&#13;structure forestière et démontre leur fiabilité en tant que substituts dans des modèles&#13;de prédiction existants, en n’ayant notamment plus le besoin de d’êtres standardisées au&#13;moyen d’observations de terrain comme c’est encore commun dans la plupart des études&#13;réalisées à l’échelle de la parcelle.&#13;La combinaison de ces découvertes à l’examen des déterminants environnementaux&#13;de la structure et la biomasse forestière semble être la prochaine étape logique vers une&#13;meilleure compréhension des distributions de la biomasse et du carbone.


Periodical
Carbon Capture Science & Technology.
Author:
ISSN: 27726568 Year: 2021 Publisher: [London] : Elsevier Ltd.,


Book
La religion écologiste. Climat, CO2, hydrogène : la réalité et la fiction
Authors: ---
ISBN: 9782810010394 Year: 2021 Publisher: Paris L'Artilleur


Dissertation
Évaluation des impacts environnementaux de la production d'hydrosulfite de sodium par Silox S.A.
Authors: --- --- --- --- --- et al.
Year: 2021 Publisher: Liège Université de Liège (ULiège)

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Abstract

Context : The rising awareness amongst people of the negative impacts of Humanity on the environment pushes society to work to limit them. In order to reduce these impacts, it is important to be able to quantify it correctly. In this context, the company Silox S.A. wanted to carry out a carbon footprint assessment of its product, sodium hydrosulfite.&#13;Objectives: The aim of this study is to evaluate the environmental impacts of sodium hydrosulfite&#13;production by the zinc pathway by the company Silox S.A. This assessment was carried out in order to establish the carbon footprint of this product.&#13;Methods: Firstly, the life cycle assessment methodology was applied to the company’s product&#13;in order to evaluate, in addition to its carbon footprint, other impacts that its production has on&#13;the environment. The interest of conducting a life cycle analysis lies in the fact that it considers the impact of the product at different environmental levels and not only on global warming. The scope applied for the modeling includes the production and transport of raw materials, electricity and heat consumption. Emissions to the environment are also taken into account. Zinc hydroxide and liquid sodium hydrosulfite, both co-products of the production of sodium hydrosulfite, are not included. The final product goes out of the scope once it leaves the company. Secondly, various sensitivity analyses were carried out in order to understand the ins and outs of the assumptions and allocations made and also the changes that could be made at the company level. Finally, the carbon footprint was evaluated and compared to the results of the life cycle analysis.&#13;Results : The environmental assessment highlighted the considerable impact of zinc, but also of&#13;steam. Zinc is one of the raw materials used in the process. Steam is used at various levels in the process and comes from a cogeneration engine at Prayon, which is an adjacent company to Silox. Sensitivity analyses revealed that changing the supplier of sodium chloride would have a relative impact on the process. As for the installation of photovoltaic panels on site, they would not reduce the product’s impact, given the electricity consumption of the facilities. Finally, the carbon footprint showed that the vast majority of the product’s greenhouse gas emissions are produced upstream of the company for the manufacture and transport of the necessary raw materials. The share of emissions due to transport to the customer is also significant.&#13;Conclusions: The possible ways of improvement for Silox S.A. would be an improvement of the&#13;yield of the process, a reduction of the steam consumption and the optimization of the transport of the product towards their customers. Contexte : La prise de conscience collective des impacts négatifs de l’Homme sur l’environnement pousse la société à oeuvrer pour limiter ceux-ci. Afin de réduire ces impacts, il est important de pouvoir les quantifier correctement. Dans ce cadre là, l’entreprise Silox S.A. était demandeuse de réaliser un bilan carbone de son produit, l’hydrosulfite de sodium.&#13;Objectifs : Ce travail a pour but l’évaluation des impacts environnementaux de la production d’hydrosulfite de sodium par la voie du zinc par l’entreprise Silox S.A. Cette évaluation a été réalisée afin d’établir le bilan carbone de ce produit.&#13;Méthodes : Dans un premier temps, la méthodologie de l’analyse du cycle de vie a été appliquée&#13;au produit de l’entreprise pour évaluer, outre le bilan carbone de celui-ci, d’autres impacts que sa&#13;production a sur l’environnement. L’intérêt de la conduite d’une analyse du cycle de vie repose dans le fait qu’elle considère l’impact du produit à différents niveaux environnementaux et pas uniquement sur le réchauffement climatique. Le cadre appliqué pour la modélisation reprend la formation et le transport des matières premières, l’électricité et la chaleur consommées. Les émissions vers l’environnement sont également prises en compte. L’hydroxyde de zinc et l’hydrosulfite de sodium liquide, coproduits de la production d’hydrosulfite de sodium, quant à eux, sortent du cadre. Le produit final sort lui des frontières du système une fois qu’il quitte l’entreprise. Dans un second temps, différentes analyses de sensibilité ont été étudiées pour permettre de comprendre les tenants et aboutissants des hypothèses et allocations posées et également des modifications qui pourraient être réalisées au niveau de l’entreprise.&#13;Enfin, le bilan carbone a été réalisé et comparé aux résultats de l’analyse du cycle de vie.&#13;Résultats: L’évaluation environnementale a permis de mettre en lumière l’impact considérable du&#13;zinc, mais également de la vapeur. Le zinc est une des matières premières à la base du procédé. La vapeur quant à elle, est utilisée à différents niveaux dans le procédé et provient d’une cogénération de l’entreprise Prayon adjacente à Silox. Les analyses de sensibilité ont dévoilé qu’un changement de fournisseur de chlorure de sodium aurait un impact relatif sur le procédé. Aussi, l’implantation de panneaux photovoltaïques sur le site ne permettrait pas de réduire l’impact du produit, au vu de la consommation électrique des installations. Enfin, le bilan carbone a lui montré que les émissions de gaz à effet de serre liées au produit sont pour la grande majorité réalisées en amont de l’entreprise pour la fabrication et le transport des matières premières nécessaires. La part d’émissions due au transport vers le client est également importante.&#13;Conclusions: Les voies d’améliorations possibles pour Silox S.A. seraient une amélioration du rendement du procédé, une réduction de la consommation de vapeur ou encore l’optimisation du transport du produit vers leurs clients.


Dissertation
Estimation of Solanum Tuberosum L. carbon assimilation by the Farquhar model : Evaluation of performance and attempts of improvement for water stress episodes
Authors: --- --- --- ---
Year: 2021 Publisher: Liège Université de Liège (ULiège)

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Abstract

Mechanistic models of terrestrial ecosystems are our best tools to understand and anticipate the impact of climate change on carbon, water and nutrient cycles. However, many fail to reproduce the decrease in CO2 assimilation when a prolonged period of edaphic stress occurs. As a consequence of global warming, droughts are expected to increase both in severity and frequency. Therefore, it is essential to understand the processes underlying this phenomenon as well as our current models limitations. The present study attempts to implement two possible areas of improvements. The first one consists in adding a mesophyll conductance (gm) in the conductance scheme and the second one consists in taking into account the normalized soil water content (REW) as a limiting factor of some biochemical parameters. For this purpose, gas exchange and fluorescence measurements were performed on potato plants (Solanum Tuberosum L. Agria) subjected to different soil water content regimes. It was shown that below a specific REW threshold equal to 0.6, Vcmax,app, Vcmax,real (respectively the maximum&#13;carboxylation rate of Rubisco when gm is and is not taking into account) and gm decreased rapidly. We uncovered highly significant sigmoidal dependency of these parameters with REW. These considerations allowed the implementation of several simulation scenarios. Implementation of gm and REW limitations successfully improved the results at leaf scale. Nevertheless, when upscaled to the ecosystem, its performances were poorer than the original model, even for severe drought periods. Even if these working hypotheses seem to be refuted at the ecosystem scale, the analysis showed that other uncertainties could be at the origin of these poorer performances. Special care should be paid to stomatal conductance parametrisation, solar radiation absorption models at canopy and leaf scales for future developments. Furthermore, an expression of Jmax,25◦C independent of Vcmax,25◦C should be considered. Les modèles mécanistes des écosystèmes terrestres sont nos meilleurs outils pour comprendre et anticiper l’impact du changement climatique sur les cycles du carbone, de l’eau et des nutriments. Cependant, beaucoup d’entre eux ne parviennent pas à reproduire la diminution de l’assimilation de CO2 lorsqu’une période prolongée de stress édaphique se produit. Le réchauffement climatique devrait entraîner une augmentation de la gravité et de la fréquence des sécheresses. Il est donc essentiel de comprendre les processus qui sous-tendent ce phénomène ainsi que les limites de nos modèles actuels. La présente étude tente de mettre en œuvre deux domaines d’amélioration possibles. La première consiste à ajouter une conductance mésophyllienne (gm) dans le schéma de conductance et la seconde consiste à prendre en compte la teneur en eau normalisée du sol (REW) comme facteur limitant de certains paramètres biochimiques. Pour ce faire, des mesures d’échange gazeux et de fluorescence ont été réalisées sur des plants de pomme de terre (Solanum Tuberosum L. Agria) soumis à différents niveaux de teneur en eau du sol. Il a été montré qu’en dessous d’un seuil spécifique de REW égal à 0.6, Vcmax,app, Vcmax,rel (respectivement le taux de carboxylation maximal de la Rubisco lorsque gm est et n’est pas pris en compte) et gm diminuaient rapidement. Nous avons mis en évidence une dépendance sigmoïdale hautement significative de ces paramètres avec REW. Ces considérations ont permis la mise en œuvre de plusieurs scénarios de simulation. L’implémentation de gm et de la limitation de Vcmax,rel vis à vis de la REW a permis d’améliorer les résultats à l’échelle de la feuille. Néanmoins, lorsqu’il a été transposé à l’échelle de l’écosystème, ses performances ont été moins bonnes que celles du modèle original, même pour les périodes de sécheresse sévère. Même si ces hypothèses de travail semblent être réfutées à l’échelle de l’écosystème, l’analyse a montré que d’autres incertitudes pouvaient être à l’origine de ces moins bonnes performances. Une attention particulière devrait être portée à la paramétrisation de la conductance stomatique, aux modèles d’absorption du rayonnement solaire à l’échelle de la canopée et des feuilles pour les développements futurs. De plus, une expression de Jmax,25◦C indépendante de Vcmax,25◦C devrait être envisagée.


Book
Carbon Ligands : From Fundamental Aspects to Applications
Author:
Year: 2021 Publisher: Basel, Switzerland MDPI - Multidisciplinary Digital Publishing Institute

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Abstract

Homogeneous catalysis owes its success, in large part, to the development of a wide range of ligands with well-defined electronic and steric properties, which have thus made it possible to adjust the behavior of many organometallic complexes. However, ligands used in catalysis have long been centered on elements of group 15, and it is only more recently that carbon ligands have proved to be valuable alternatives with the emergence of cyclic diaminocarbenes (NHC).This Special Issue aims to provide a contemporary overview of the advances in carbon ligand chemistry from fundamental aspects to applications.

Keywords

Research & information: general --- carbenes --- ylides --- DFT calculations --- electronic structure --- catalysis --- ligands --- structure–activity relationship --- NHC --- nanoparticle --- calixarene --- palladium catalyst --- Suzuki-Miyaura reaction --- amino-acids --- water --- carbon ligand --- amide --- negative charge --- phosphonium ylide --- oxide --- pincer --- metathesis --- ruthenium --- nitro catalysts --- NHC ligands --- olefins --- selenonium ylides --- selenonium salts --- chirality --- stereogenic selenium atom --- asymmetric synthesis --- optical resolution --- reactivity --- malaria --- Plasmodium falciparum --- gold --- NHC-ligands --- hybrid molecules --- drug resistance --- N-heterocyclic carbene --- platinum --- metal complexes --- 195Pt NMR --- N-heterocyclic carbenes --- imidazole --- spectroscopy --- X-ray --- mercury(II) complex --- T-shaped --- carbodiphosphorane --- phosphorus ylides --- pincer ligands --- coordination chemistry --- Cu(I) complex --- photoluminescence --- titanium --- hafnium --- copolymerization of epoxide with CO2 --- density functional theory --- natural bond orbitals --- aromaticity --- ion pairs --- alkali metals --- tropylidenyl ions --- cyclooctatetraene ions --- rhodium --- electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy --- density functional theory (DFT) --- electrochemistry --- carbone complexes --- carbido complexes --- transition metal complexes --- chemical bonding --- pincer ligand --- macrocycle --- lithium --- potassium --- intramolecular C-H activation --- dehydrogenation --- carbone --- ligand --- germylene --- coordination --- ylide --- n/a --- structure-activity relationship

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