Xavier Boyer
Des chercheurs ont mis au issue une technologie à énergie solaire qui convertit le dioxyde de carbone et l’eau en carburants liquides qui peuvent être ajoutés directement au moteur d’une voiture comme carburant d’appoint.
Les chercheurs de l’Université de Cambridge ont exploité la puissance de la photosynthèse pour convertir le CO2, l’eau et la lumière du soleil en carburants multicarbonés – éthanol et propanol – en une seule étape. Ces carburants ont une densité énergétique élevée et peuvent être facilement stockés ou transportés.
Contrairement aux combustibles fossiles, ces combustibles solaires ne produisent aucune émission nette de carbone et sont entièrement renouvelables, et contrairement à la plupart des bioéthanols, ils ne détournent aucune terre agricole de la creation alimentaire.
Alors que la technologie est encore à l’échelle du laboratoire, les chercheurs affirment que leurs «feuilles artificielles» sont une étape importante dans la changeover d’une économie basée sur les combustibles fossiles. Les résultats sont publiés dans la revue Nature Vitality.
Le bioéthanol est présenté comme une different as well as propre à l’essence, vehicle il est fabriqué à partir de plantes et non de combustibles fossiles. La plupart des voitures et des camions en circulation aujourd’hui roulent à l’essence contenant jusqu’à 10 % d’éthanol (carburant E10). Les États-Unis sont le plus grand producteur de bioéthanol au monde : selon le Département américain de l’agriculture, près de 45 % de tout le maïs cultivé aux États-Unis est utilisé pour la output d’éthanol.
“Les biocarburants comme l’éthanol sont une technologie controversée, notamment parce qu’ils occupent des terres agricoles qui pourraient être utilisées pour cultiver des aliments à la position”, a déclaré le professeur Erwin Reisner, qui a dirigé la recherche.
Depuis plusieurs années, le groupe de recherche de Reisner, basé au département de chimie de Yusuf Hamied, développe des carburants durables et sans carbone inspirés de la photosynthèse – le processus par lequel les plantes convertissent la lumière du soleil en nourriture – à l’aide de feuilles artificielles.
À ce jour, ces feuilles artificielles n’ont pu fabriquer que des produits chimiques simples, comme le gaz de synthèse, un mélange d’hydrogène et de monoxyde de carbone utilisé pour produire des carburants, des produits pharmaceutiques, des plastiques et des engrais. Mais pour rendre la technologie furthermore pratique, elle devrait être capable de produire des produits chimiques additionally complexes directement en une seule étape à énergie solaire.
Désormais, la feuille artificielle peut produire directement de l’éthanol et du propanol propres sans avoir besoin de l’étape intermédiaire de production de gaz de synthèse.
Les chercheurs ont mis au point un catalyseur à foundation de cuivre et de palladium. Le catalyseur a été optimisé de manière à permettre à la feuille artificielle de produire des produits chimiques plus complexes, en particulier les alcools multicarbonés éthanol et n-propanol. Les deux alcools sont des carburants à haute densité énergétique qui peuvent être facilement transportés et stockés.
D’autres scientifiques ont été capables de produire des produits chimiques similaires en utilisant l’énergie électrique, mais c’est la première fois que des produits chimiques aussi complexes sont produits avec une feuille artificielle utilisant uniquement l’énergie du soleil.
“Faire briller la lumière du soleil sur les feuilles artificielles et obtenir du carburant liquide à partir de dioxyde de carbone et d’eau est une chimie étonnante”, a déclaré le Dr Motiar Rahaman, le leading auteur de l’article. “Normalement, lorsque vous essayez de convertir le CO2 en un autre produit chimique à l’aide d’un dispositif à feuilles artificielles, vous obtenez presque toujours du monoxyde de carbone ou du gaz de synthèse, mais ici, nous avons pu produire un carburant liquide pratique en utilisant simplement la puissance du Soleil. C’est une avancée passionnante qui ouvre de toutes nouvelles voies dans notre travail.”
À l’heure actuelle, l’appareil est une preuve de concept et ne montre qu’une efficacité modeste. Les chercheurs travaillent à optimiser les absorbeurs de lumière afin qu’ils puissent mieux absorber la lumière du soleil et à optimiser le catalyseur afin qu’il puisse convertir additionally de lumière solaire en carburant. Des travaux supplémentaires seront également nécessaires pour rendre l’appareil évolutif afin qu’il puisse produire de grands volumes de carburant.
“Même s’il reste encore du travail à faire, nous avons montré ce que ces feuilles artificielles sont capables de faire”, a déclaré Reisner. “Il est important de montrer que nous pouvons aller au-delà des molécules les additionally simples et créer des choses qui sont directement utiles alors que nous nous éloignons des combustibles fossiles.”
La recherche a été financée en partie par la bourse Marie Sk?odowska-Curie de la Commission européenne, le Cambridge Belief et le programme Winton pour la physique de la durabilité. Erwin Reisner est Fellow et Motiar Rahaman est chercheur associé au St John’s Faculty de Cambridge.
