Les scientifiques convertissent le dioxyde de carbone en carburant de manière durable.
Le concept de feuille artificielle prend tout son sens. Les feuilles convertissent le dioxyde de carbone avec l'énergie du soleil en glucides qui alimentent les activités cellulaires de la plante. C'est bien connu. Pendant des décennies, les scientifiques ont cherché des moyens d'imiter ce processus, pour produire un carburant qu'ils pourraient également stocker. C'est une pierre d'achoppement majeure avec l'énergie éolienne et solaire :trouver un moyen de stocker l'énergie pour les périodes sombres et sans vent.
Au fil des ans, de nombreux chercheurs ont contribué au développement de ce type de photosynthèse artificielle. Un catalyseur alimenté par la lumière du soleil divise les molécules d'eau en oxygène et en hydrogène. Ce dernier est utile pour une gamme de technologies durables. Pour se rapprocher un peu plus de la photosynthèse réelle, cet hydrogène serait du CO2 dans une réaction de réduction. doivent se transformer en hydrocarbure.
Si nous parvenons à produire du carburant avec pas plus de CO2 . comme avec de vraies feuilles , l'eau et la lumière du soleil, cela repousserait vraiment les limites. Cela permettrait un cycle fermé :le dioxyde de carbone libéré lors de la combustion est reconverti en carburant au lieu de contribuer à l'effet de serre.
Divers chercheurs poursuivent cet objectif. Récemment, un groupe a réussi à séparer efficacement l'eau et le CO2 convertir en carburant dans le même système. En 2016, Daniel Nocera et Pamela Silver, tous deux de Harvard, ont écrit dans la revue Science rapport sur leur méthode de fabrication de carburant liquide (en particulier l'huile de fusel).
Le processus était beaucoup plus efficace que ce que font les plantes. Ils utilisent à peine 1 % de l'énergie que le soleil leur donne pour fabriquer du glucose. En revanche, le système artificiel a atteint une efficacité de 10 % dans la conversion du dioxyde de carbone en carburant. Cela revient à 180 grammes de CO2 extrait de l'air par kilowattheure d'électricité produite.
Les chercheurs ont combiné une technologie inorganique de fractionnement de l'eau solaire avec des microbes génétiquement modifiés pour produire du carburant. Étonnamment, même à de faibles concentrations de dioxyde de carbone, ces bactéries fabriquaient des carburants et des produits chimiques. Le convertisseur catalytique est fabriqué avec des métaux bon marché et librement disponibles. La méthode peut donc déjà être mise à l'échelle. Mais les chercheurs espèrent augmenter drastiquement la production de carburant. L'équipe travaille sur des prototypes de la technologie et est en pourparlers avec plusieurs entreprises.
Les ambitions de Nocera pour la technologie de base vont encore plus loin. Il a pu montrer que le système peut faire plus que fabriquer des carburants riches en hydrogène et en carbone. Si vous l'équipez d'une bactérie avec une modification génétique différente, elle peut fabriquer un engrais avec de l'azote dans le sol. Dans les zones où les engrais ne sont pas disponibles, cela peut aider les agriculteurs à obtenir une récolte plus importante.
La bactérie fabrique avec de l'hydrogène et du CO2 un plastique biologique qui sert d'approvisionnement en carburant. Une fois que suffisamment de plastique a été créé, la lumière du soleil n'est plus nécessaire et les bactéries peuvent être enfouies dans le sol. Il extrait l'azote de l'air et utilise l'énergie et l'hydrogène du plastique pour fabriquer des engrais. Les radis cultivés dans un sol contenant de tels microbes pesaient 150 % de plus que les autres radis.
Nocera avait commencé l'expérience des engrais par pure curiosité. Pourtant, il pense qu'il viendra un moment où les bactéries "respireront" l'hydrogène résultant de la séparation de l'eau, la transformant en carburant, en engrais, en plastique ou en médicaments. De nombreuses manipulations génétiques sont envisageables pour le métabolisme des insectes.
Dans un tel système fermé, le CO2 émis lors de la combustion reconverti en carburant au lieu de contribuer à l'effet de serre.
