Des scientifiques de l'Université de Cambridge ont créé une feuille artificielle qui utilise la lumière du soleil pour convertir le CO2 et l'eau en éthanol et en propanol. Il s'agit du premier carburant automobile liquide propre et prêt à l'emploi issu d'une feuille artificielle alimentée par l'énergie solaire. Cela éliminerait l'étape intermédiaire de fabrication du gaz de synthèse, rendant la technologie plus viable et ouvrant la voie à un avenir zéro carbone. Ces carburants présentent une densité énergétique élevée et sont faciles à stocker et à transférer.
Des chercheurs ont mis au point une technologie solaire qui transforme le dioxyde de carbone et l'eau en carburants liquides . Ce carburant liquide, issu de feuilles artificielles, peut être directement injecté dans le système d'alimentation des voitures.
Des chercheurs de l' Université de Cambridge ont utilisé la photosynthèse pour transformer le CO2, l'eau et la lumière du soleil en éthanol et en propanol, deux carburants liquides à plusieurs atomes de carbone, en une seule étape. Ces carburants propres présentent une densité énergétique élevée et sont faciles à stocker et à transporter.
Contrairement aux combustibles fossiles, ces combustibles solaires n'émettent pas de dioxyde de carbone et sont entièrement renouvelables. Ils ne détournent pas les terres agricoles de la production alimentaire, contrairement à la plupart des bioéthanols. Bien que la technologie soit encore en laboratoire, les chercheurs estiment que leurs « feuilles artificielles » constituent une étape essentielle vers une économie moins dépendante des combustibles fossiles.
Le bioéthanol est issu de plantes et non de combustibles fossiles ; il est donc considéré comme une alternative plus propre à l’essence. La plupart des voitures et camions modernes fonctionnent à l’essence E10, qui contient jusqu’à 10 % d’éthanol. Selon le département américain de l’Agriculture , les États-Unis sont le premier producteur mondial de bioéthanol. Environ 45 % du maïs cultivé dans le pays est utilisé pour la production d’éthanol.
Le professeur Erwin Reisner , chercheur principal de l'équipe, a déclaré : « 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. »
Depuis plusieurs années, le groupe de recherche de Reisner, au Département de chimie Yusuf Hamied, développe des carburants zéro carbone et durables inspirés du processus de photosynthèse. La seule différence réside dans l'utilisation de feuilles artificielles.
À ce jour, ces feuilles artificielles ou synthétiques alimentées à l'énergie solaire ne permettent de produire que des molécules simples comme le gaz de synthèse, un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone utilisé dans la fabrication de carburants, de médicaments, de polymères et d'engrais. Cependant, pour que cette technique soit plus pratique, elle doit pouvoir produire directement des molécules plus complexes grâce à un processus unique alimenté à l'énergie solaire. Ceci permettrait de s'affranchir de la préparation du gaz de synthèse.
Des scientifiques ont créé un catalyseur à base de cuivre et de palladium . Ce catalyseur a été optimisé pour permettre à la feuille artificielle de synthétiser des molécules plus complexes, notamment l'éthanol et le n-propanol, deux alcools à plusieurs atomes de carbone. Si d'autres scientifiques ont déjà synthétisé des molécules comparables à l'aide d'électricité, c'est la première fois que des composés chimiques aussi complexes sont produits grâce à une feuille artificielle alimentée uniquement par l'énergie solaire.
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Le Dr Motiar Rahaman , premier auteur de l'article, a déclaré : « Faire briller la lumière du soleil sur des feuilles artificielles et obtenir du carburant liquide à partir de dioxyde de carbone et d'eau est un procédé chimique étonnant. »
Normalement, lorsqu'on essaie de convertir le CO2 en un autre produit chimique à l'aide d'un dispositif à feuilles artificielles, on obtient presque toujours du monoxyde de carbone ou du gaz de synthèse. Mais ici, nous avons réussi à produire un carburant liquide pratique en utilisant uniquement l'énergie solaire. C'est une avancée passionnante qui ouvre de nouvelles perspectives pour nos travaux.
Pour l'instant, le dispositif n'est qu'une preuve de concept, avec une efficacité minimale pour la production de carburant liquide propre . Les chercheurs s'efforcent d'améliorer la capacité des absorbeurs de lumière à capter la lumière solaire et celle du catalyseur à convertir davantage de lumière solaire en carburant.
Des efforts supplémentaires seront également nécessaires pour dimensionner le gadget afin qu'il puisse produire des quantités importantes d'essence. Grâce aux progrès technologiques, le carburant liquide issu de feuilles artificielles deviendra bientôt un carburant durable pour tous.
« Même s'il reste du travail à accomplir, nous avons démontré le potentiel de ces feuilles artificielles. Il est important de montrer que nous pouvons aller au-delà des molécules les plus simples et fabriquer des objets directement utiles dans le cadre de notre transition énergétique », a déclaré Reisner.
Source : SciTechDaily
