Les scientifiques ont créé une forme artificielle de photosynthèse qui pourrait réduire les niveaux de dioxyde de carbone dans l’air et fournir en même temps du combustible solaire – deux avantages potentiels pour aider à stabiliser notre climat changeant.
La réaction chimique est déclenchée par une lumière bleue imitant la longueur d’onde bleue de la lumière solaire, et convertit le dioxyde de carbone en deux formes réduites, le formate et les formamides, qui peuvent être utilisées comme sources d’énergie.
Une fois la réaction terminée, il ne reste qu’un air plus pur et un excédent d’énergie, tout comme le processus de photosynthèse des plantes qui convertit l’énergie lumineuse en énergie chimique. L’équipe de l’université de Floride centrale nourrit de grands espoirs pour sa version synthétique.
“Concevoir des matériaux qui absorbent une couleur spécifique de la lumière est très difficile du point de vue scientifique, mais du point de vue sociétal, nous contribuons au développement d’une technologie qui peut aider à réduire les gaz à effet de serre”, explique l’un des chercheurs, Fernando Uribe-Romo.
Comme le souligne Fernando Uribe-Romo, les scientifiques ont déjà essayé de faire ce genre de choses, mais il est notoirement difficile d’obtenir de la lumière dans le spectre visible pour déclencher la bonne réaction chimique.
Les matériaux capables d’absorber la lumière visible, tels que le platine, le rhénium et l’iridium, sont généralement trop rares et trop chers pour être d’une utilité pratique dans la construction de machines de photosynthèse artificielle.
Uribe-Romo et ses collègues ont eu l’idée d’utiliser le titane, un métal plus courant, avec des molécules organiques appelées N-alkyl-2-aminotéréphtalates qui agissent comme des antennes pour absorber la lumière bleue entrante.
Ce cadre métallo-organique (MOF) a fait l’affaire. Les MOF ont déjà été utilisés pour séparer et piéger des gaz sur une grande surface – dans ce cas, c’est le CO2 qui s’infiltre dans ses pores, tandis que les “antennes” piègent la lumière et fournissent quelques électrons, que l’oxyde de titane utilise pour convertir le CO2.
Les chercheurs ont installé un banc d’essai cylindrique équipé de lumières bleues – qui ressemble beaucoup à un petit lit de bronzage – et ont laissé le MOF se mettre au travail. Le matériau se charge de piéger le CO2 tandis que la lumière bleue fournit l’énergie nécessaire pour le convertir en combustible solaire.
Selon les scientifiques, pour que le processus soit viable à plus grande échelle, l’efficacité du système doit être améliorée et un spectre plus large de lumière visible doit être capturé, mais les signes sont prometteurs.
Les niveaux de dioxyde de carbone dans notre atmosphère dépassant des seuils effrayants, nous avons besoin de toute l’aide possible pour les réduire, qu’elle provienne de la nature ou de nos propres matériaux. Les scientifiques travaillent également sur de nombreuses méthodes alternatives pour piéger le CO2.
Quant au nouveau matériau MOF, il pourrait éventuellement être installé près des centrales électriques afin de réduire considérablement la quantité de dioxyde de carbone rejetée dans l’atmosphère.
“Le gaz serait aspiré dans la station, passerait par le processus et recyclerait les gaz à effet de serre tout en produisant de l’énergie qui serait réinjectée dans la centrale électrique”, explique M. Uribe-Romo.
Une autre possibilité serait d’avoir des tuiles faites de ce matériau sur les toits des maisons, matériau qui pourrait nettoyer une partie de l’air et produire de l’énergie en même temps.
“Cela nécessiterait une nouvelle technologie et une nouvelle infrastructure pour se produire”, dit Uribe-Romo. “Mais c’est peut-être possible”
Vous pouvez voir Fernando Uribe-Romo expliquer le processus de photosynthèse artificielle dans la vidéo ci-dessous :
Les résultats ont été publiés dans le Journal of Materials Chemistry A.