Une équipe internationale de scientifiques a fait une percée majeure pour l’avenir du carburant durable. Ils ont franchi cette étape majeure en copiant les méthodes de certains des producteurs d’énergie les plus propres de la planète — les plantes. Des scientifiques de l’Université de Cambridge et de l’Université de la Ruhr à Bochum ont découvert une nouvelle technique qui imite le processus naturel de photosynthèse des plantes, qui pourrait être utilisée pour produire de l’hydrogène, une source d’énergie extrêmement propre (zéro émission de dioxyde de carbone) et essentiellement illimitée.
Dans un article publié dans la revue scientifique Nature Energy, l’équipe de scientifiques a expliqué sa méthode de démonstration de principe pour diviser les molécules d’eau en atomes d’hydrogène et d’oxygène individuels dont elles sont composées en utilisant la lumière du soleil. La technique reflète la photosynthèse, le processus naturel dans lequel les plantes divisent les molécules d’eau lorsqu’elles convertissent la lumière du soleil en énergie pour se nourrir. Cette réalisation a des implications de grande portée – Erwin Reisner, auteur principal de l’étude, a déclaré à Newsweek que « la conversion de l’énergie solaire pour produire des carburants et des produits chimiques renouvelables — c’est—à-dire la synthèse du combustible solaire – est une stratégie importante pour alimenter notre société dans une ère post-fossile. »
La photosynthèse artificielle n’est pas révolutionnaire en soi — les techniques pour obtenir cet effet existent depuis des décennies. Ce qui rend cette récente découverte si importante, c’est son approche en partie artificielle, en partie naturelle. C’est la première fois qu’une méthode de photosynthèse artificielle est modélisée spécifiquement pour produire de l’énergie renouvelable.
La photosynthèse complètement artificielle est un processus complexe qui nécessite l’utilisation de matériaux catalytiques problématiques, difficiles à travailler et qui créent des défis importants. Beaucoup de ces catalyseurs sont trop chers, toxiques ou tout simplement inefficaces, donc bien qu’ils puissent fonctionner en laboratoire, ils ne sont pas réalistes pour toute utilisation à grande échelle ou applications commerciales. En comparaison, les enzymes naturelles sont abondantes et efficaces, ce qui en fait la solution idéale pour la synthèse durable du combustible solaire.
L’équipe de l’Université de Cambridge et de l’Université de la Ruhr à Bochum utilise principalement l’hydrogénase, une enzyme restée en sommeil dans les algues pendant des millions d’années. Hydrogénase combinée avec des pigments synthétiques pour provoquer la lumière du soleil pour diviser l’eau en hydrogène et en oxygène sans aide. Comme l’a expliqué Reisner, cette équipe tente « d’établir une nouvelle ligne de recherche en combinant le meilleur des mondes naturel et artificiel et en prenant des catalyseurs biologiques très efficaces et abondants, tels que des enzymes, et en les combinant avec des matériaux synthétiques dans des dispositifs solaires pour une synthèse efficace du combustible solaire. »
La photosynthèse naturelle, bien qu’extrêmement efficace, laisse place à de nombreuses améliorations. Les plantes ne produisent que le minimum d’électricité nécessaire pour survivre, empruntant le chemin de la moindre résistance. En fait, ils ne produisent qu’environ 1 ou 2% de l’énergie qu’ils sont potentiellement capables de convertir et de stocker. Dans cet esprit, l’équipe de Cambridge-Ruht s’est penchée sur des processus à rendement énergétique plus élevé que les plantes ont progressivement éliminés au cours de milliards d’années d’évolution. C’est ce qui a conduit les scientifiques à poursuivre l’enzyme hydrogénase longtemps dormante. Leur prototype semi-artificiel, le premier et certainement pas le dernier du genre, est déjà capable d’utiliser beaucoup plus du spectre solaire.
Cette recherche révolutionnaire n’est que le début d’un processus beaucoup plus long vers la commercialisation. Le nouveau procédé n’est qu’un prototype qui ouvre la porte à une nouvelle ère de recherche sur l’hydrogène et la photosynthèse qui mènera à des percées encore plus massives pour un carburant propre et durable.
Cette ligne de recherche n’est qu’une des nombreuses voies explorées par les nombreux scientifiques du monde entier qui se consacrent à trouver des solutions à la fin imminente des combustibles fossiles et à un besoin urgent d’énergies plus propres. Il y a tout juste un mois, une équipe de scientifiques chinois a fait un progrès tout aussi passionnant dans la production d’énergie solaire en découvrant un moyen d’augmenter l’échelle de synthèse du combustible solaire liquide. Dans le même temps, Attis Industries s’associe à l’Institut des sciences et technologies de Daegu Gyeongbuk pour développer une conversion efficace du dioxyde de carbone et de l’eau en combustibles hydrocarbonés conçus pour être compatibles avec les infrastructures actuelles, et l’Université d’Amsterdam a constaté que les combustibles solaires pourraient devenir compétitifs avec les combustibles fossiles traditionnels d’ici les années 2030.
Par Haley Zaremba pour Oilprice.com
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