Six chimistes de l'Université de Chicago ont développé un nouveau système de photosynthèse artificielle dix fois plus productif que les systèmes existants : il pourrait nous fournir un moyen durable et plus efficace de produire de l'énergie à partir de la lumière du soleil.
Le processus de photosynthèse artificielle utilise la lumière pour convertir le dioxyde de carbone en carburant. Elle produit des molécules organiques à partir de molécules inorganiques simples grâce à l'énergie solaire : le processus de photosynthèse se produit lorsque l'énergie lumineuse est convertie en matière organique, comme le glucose. Les plantes utilisent la photosynthèse pour créer leur propre nourriture.
Une photosynthèse artificielle
Au cours des deux derniers siècles, les humains ont compté sur les combustibles fossiles pour une centrale énergétique. Des centaines de millions d'années de photosynthèse enfermées dans une substance confortable et dense en énergie. Mais la disponibilité est limitée et la consommation de combustibles fossiles a un énorme impact négatif sur le climat de la Terre.
C'est pour cette raison que les scientifiques étudient la « photosynthèse artificielle » comme méthode de création de carburants : un processus extrêmement difficile car il nécessite une modification de la composition chimique de la plante, qui est très complexe.
La nouvelle étude publiée dans Nature Catalysis (je mets le lien ici) montre un nouveau système de photosynthèse artificielle beaucoup plus productif que les versions précédentes. Alors que la photosynthèse normale transforme le dioxyde de carbone et l’eau en glucides, la photosynthèse artificielle pourrait créer de l’éthanol, du méthane ou d’autres sources de carburant.
"C'est quelque chose qui n'a jamais été fait auparavant", a-t-il déclaré. Wenbin Lin, professeur de chimie à l'Université de Chicago et auteur principal de l'étude.
Comment fonctionne le processus
Lin et ses collègues ont introduit quelque chose qui n'avait jamais été inclus dans les systèmes de photosynthèse artificielle actuels : les acides aminés. Cet ajout a apporté des améliorations aux deux moitiés de la réaction : le processus qui décompose l’eau et celui qui ajoute des électrons et des protons au dioxyde de carbone.
Les performances obtenues présentent encore de larges marges d'amélioration : la photosynthèse artificielle est encore loin de produire une quantité suffisante de carburant pour être utilisée à grande échelle. « Il faut encore beaucoup l’améliorer pour produire suffisamment de méthane pour notre consommation. »
En plus du carburant, cependant, la découverte peut déjà être utilisée pour de nombreuses autres réactions chimiques à grande échelle. La production d'objets du quotidien, tels que la drogue et le nylon, ne nécessiterait que des quantités minimales de matières premières.
"Beaucoup de ces processus fondamentaux sont les mêmes", explique Lin. "Si vous développez une bonne chimie, ils peuvent être intégrés dans de nombreux systèmes."
