Les scientifiques convertissent le dioxyde de carbone en carburant de manière durable et efficace.
Le concept de feuille artificielle s'inspire directement de la nature. Les feuilles naturelles transforment le CO2, l'eau et l'énergie solaire en glucides pour nourrir la plante. Depuis des décennies, les chercheurs tentent d'imiter ce processus photosynthétique afin de produire un carburant stockable. Cela résout un défi majeur des énergies éolienne et solaire : le stockage pour les périodes sans soleil ni vent.
De nombreux progrès ont été réalisés en photosynthèse artificielle. Un catalyseur activé par la lumière solaire sépare l'eau en oxygène et hydrogène, ce dernier étant utile pour diverses technologies vertes. Pour approcher la photosynthèse réelle, l'hydrogène réagit avec le CO2 pour former des hydrocarbures.
Produire du carburant à partir de CO2, d'eau et de lumière solaire – sans émission nette – créerait un cycle fermé : le CO2 issu de la combustion serait recyclé en carburant, limitant l'effet de serre.
Des équipes internationales avancent sur ce front. En 2016, Daniel Nocera et Pamela Silver, de Harvard, ont publié dans Science une méthode produisant un carburant liquide comme l'huile de fusel.
Leur système est dix fois plus efficace que les plantes, qui n'utilisent que 1 % de l'énergie solaire pour créer du glucose. Ici, 10 % d'efficacité convertit le CO2 en carburant, soit 180 grammes de CO2 capturés par kWh d'électricité produite.
Les chercheurs combinent un splitteur d'eau solaire inorganique avec des bactéries génétiquement modifiées pour produire du carburant. Même à faible concentration de CO2, ces microbes fabriquent carburants et composés chimiques. Le catalyseur utilise des métaux bon marché et abondants, rendant la technologie scalable. Des prototypes sont en développement, avec des discussions en cours avec des entreprises.
Les ambitions de Nocera vont plus loin. En modifiant génétiquement les bactéries, le système produit non seulement des carburants, mais aussi des engrais à base d'azote. Dans les sols pauvres, cela booste les récoltes : des radis cultivés avec ces microbes ont pesé 150 % de plus.
Les bactéries transforment hydrogène et CO2 en plastique biologique stockable. Une fois enfoui, ce plastique fournit l'énergie pour fixer l'azote atmosphérique en engrais, sans lumière solaire supplémentaire.
Initiée par curiosité, cette recherche ouvre des perspectives : bactéries "respirant" l'hydrogène pour produire carburants, engrais, plastiques ou médicaments via diverses modifications génétiques.
Dans ce cycle fermé, le CO2 de la combustion est recyclé, freinant le réchauffement climatique.
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