Les scientifiques ont découvert que l’intensification de la photosynthèse artificielle, qui pourrait un jour remplacer les panneaux solaires, peut produire une énergie propre illimitée.
Énergie propre illimitée
La communauté scientifique du monde entier recherche depuis longtemps une solution permettant de générer une énergie propre sans limites.
Des avancées récentes suggèrent que la photosynthèse artificielle pourrait être la clé pour exploiter les processus de production d’énergie des plantes au profit de la race humaine.
Cette approche innovante est issue d’une étude pionnière, dans laquelle des scientifiques ont réussi à reproduire le processus naturel de photosynthèse pour créer du méthane, un carburant très dense en énergie.
Étonnamment, cette réussite ne repose que sur trois éléments clés : l’eau, le dioxyde de carbone et la lumière du soleil.
Les détails de cette découverte révolutionnaire sont exposés dans un nouvel article récemment publié dans ACS Engineering.
En développant cette méthode, elle pourrait potentiellement remplacer les panneaux solaires en tant que première source d’énergie propre et illimitée – un objectif qui échappe aux chercheurs depuis des décennies.
L’équipe visionnaire, dirigée par Kazunari Domen, est allée plus loin en développant un mécanisme qui utilise la lumière du soleil pour diviser l’eau en hydrogène et oxygène gazeux.
Leur aspiration ultime est d’affiner le processus, pour qu’il ressemble étroitement au système complexe d’absorption du dioxyde de carbone et de stockage d’énergie utilisé par les plantes.
Cela créerait essentiellement une forme artificielle de photosynthèse.
Augmenter la photosynthèse artificielle
Ce système ressemble beaucoup aux panneaux solaires mais s’en distingue en émulant la photosynthèse pour générer une énergie plus stockable.
Au lieu de simplement capter et stocker l’énergie solaire, il imite le processus photosynthétique de la plante.
Cependant, la mise à l’échelle du système pour répondre aux demandes à l’échelle de la ville présente des défis décrits dans le document de recherche de l’équipe.
Le principal défi réside dans la prévention des fuites de méthane, cruciales pour un stockage efficace de l’énergie. Toute fuite contribuerait aux émissions de gaz à effet de serre, exacerbant les préoccupations en matière de changement climatique et de réchauffement de la planète.
Auparavant, Domen et ses collègues ont conçu avec succès un système alimenté par la lumière solaire qui divise l’eau en hydrogène et oxygène gazeux.
Leur objectif actuel est de faire progresser ce processus afin de reproduire fidèlement la photosynthèse, en intégrant l’absorption du dioxyde de carbone pour stocker l’énergie solaire sous forme de méthane. Ils s’engagent à y parvenir en utilisant des matériaux rentables et facilement évolutifs tout en surmontant les obstacles techniques associés.
Pour aider à alimenter la réaction, les scientifiques ont développé un ensemble de cellules de réaction qui ressemblaient à des panneaux solaires et étaient individuellement recouvertes d’un photocatalyseur au titanate de strontium dopé à l’aluminium (SrTiO3).
Ces cellules enrobées ont été remplies d’eau avant d’être exposées au soleil.
En conséquence, l’eau s’est divisée en oxygène et hydrogène gazeux, qui ont ensuite été séparés, et l’hydrogène gazeux pur a été introduit dans le deuxième composant du système.
Du méthane et de l’eau ont été produits dans la deuxième chambre lors de la réaction de la deuxième chambre avec l’hydrogène gazeux et le CO2, ce dernier étant recyclé dans le premier étage du photoréacteur.
Les cellules ont ensuite été assemblées en un réseau de 130 pieds carrés, soit à peu près la taille d’une petite chambre, qui a fonctionné sans interruption pendant trois jours dans diverses conditions météorologiques.
Bien qu’encourageant, l’équipe est consciente que davantage de travail doit être fait pour accroître l’efficacité des systèmes de photosynthèse artificielle avant que ces systèmes puissent être utilisés pour générer des quantités substantielles d’électricité.
Selon les chercheurs, ce système de validation de principe pourrait être étendu pour produire de plus grandes quantités de biocarburants durables ainsi que des précurseurs de plastiques ou d’autres matières premières chimiques.
