Une plante artificielle pour des carburants durables

Une équipe de scientifiques européens a créé un appareil qui, à l'image des plantes, permet de convertir le CO2, l'eau et la lumière du soleil en carburants et en produits chimiques à haute valeur ajoutée. Ce nouveau dispositif tout-en-un utilise des procédés de fabrications simples, respectueux de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend...), et des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) abondants. Ces travaux, publiés dans PNAS, pourraient aider à limiter la pollution (La pollution est définie comme ce qui rend un milieu malsain. La définition varie selon le contexte, selon le milieu considéré et selon ce que...) atmosphérique responsable du changement climatique.


Grâce à la photosynthèse (La photosynthèse (grec φῶς phōs, lumière et σύνθεσις sýnthesis, composition) est le processus bioénergétique qui permet aux plantes et...), les plantes transforment l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) et le dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone, communément appelé gaz carbonique ou anhydride carbonique, est un composé chimique composé d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène et dont la formule brute...) (CO2) de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire...) en sucres à l'aide d'énergie solaire (L'énergie solaire est l'énergie que dispense le soleil par son rayonnement, directement ou de manière diffuse à travers l'atmosphère. Sur Terre, l'énergie solaire est à l'origine du cycle de l'eau et du...). Une équipe de scientifiques européens, coordonnée par une équipe du Collège de France (Le Collège de France, situé au no 11 place Marcelin-Berthelot dans le quartier latin de Paris (Ve arrondissement), est un grand établissement...), vient d'imaginer un nouvel appareil qui imite ce comportement pour produire des carburants et des produits chimiques à haute valeur ajoutée. Le processus développé est même deux fois plus efficace que les plantes - et ceci en utilisant uniquement des matériaux abondants, bon marché et sans minerai issu de zones de conflits.

L'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être...) des composants du système tient en un seul appareil simple à fabriquer. L'un des éléments clés de cette nouvelle plante (Les plantes (Plantae Haeckel, 1866) sont des êtres pluricellulaires à la base de la chaîne alimentaire. Elles forment l'une des subdivisions (ou règne) des Eucaryotes. Elles sont, avec les autres végétaux...) artificielle réside dans la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) utilisée dans ses "feuilles" - les cellules solaires qui capturent la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs...) et la transforment en énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.). À la place du silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si et de numéro atomique 14.) habituel, les pérovskites utilisées possèdent un excellent rapport coût-efficacité tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en étant résistantes à l'eau, ce qui leur permet de résister aux conditions réelles. Ces cellules solaires pérovskites peuvent être simplement imprimées sur n'importe quel support en verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus souvent, le verre est constitué d’oxyde de silicium...) ou en plastique.

Cette "plante artificielle" surpasse les vraies en termes d'efficacité. Le nouveau dispositif permet la conversion de 2.3 % de l'énergie solaire reçue en produits qui peuvent être alimentés dans nos chaînes d'approvisionnement existantes. De telles plantes artificielles nous rapprochent d'une économie en cycle fermé (Dans l'industrie nucléaire, la fermeture du cycle du combustible nucléaire désigne le recyclage du combustible irradié (ou combustible usé) en...), où les combustibles seraient produits à partir du même dioxyde de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) produit en les brûlant. Elles pourraient conduire à une solution durable à l'accumulation des gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à occuper tout le...) à effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du Soleil (dans le cas des corps du système solaire) ou d'autres...) dans notre atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :), et limiter le changement climatique.

Référence

Tran Ngoc Huan, Daniel Alves Dalla Corte, Sarah Lamaison, Dilan Karapinar, Lukas Lutz, Nicolas Menguy, Martin Foldyna, Silver-Hamill Turren-Cruz, Anders Hagfeldt, Federico Bella (Bella est une commune italienne d'environ 5 300 habitants, située dans la province de Potenza, dans la région Basilicate en Italie méridionale.), Marc Fontecave, et Victor Mougel.
Low-cost high-efficiency system for solar-driven conversion of CO2 to hydrocarbons
PNAS ASAP article - Mars 2019
DOI: 10.1073/pnas.1815412116