La lumière du soleil peut déclencher des réactions chimiques convertissant le dioxyde de carbone (CO₂) en matériaux précieux.
De nombreux produits chimiques essentiels à notre santé et à notre quotidien dépendent encore des combustibles fossiles. Leur combustion émet du CO₂, aggravant le changement climatique.
Des chercheurs innovent en transformant ces déchets de CO₂ en substances utiles, en utilisant la lumière solaire comme source d'énergie. Cette approche réduit les émissions de deux façons : en recyclant le gaz polluant et en remplaçant les énergies fossiles. Les avancées en photocatalyseurs rendent cela possible, en brisant la liaison carbone-oxygène résistante du CO₂ sous l'effet de la lumière solaire.
C'est une étape clé vers des « raffineries solaires » extrayant des molécules pour médicaments, détergents, engrais et textiles.
Les photocatalyseurs, souvent des semi-conducteurs, nécessitent traditionnellement une lumière UV à haute énergie (seulement 5 % du spectre solaire) pour générer les électrons requis. Or, l'UV est rare et dangereuse.
L'objectif ? Des catalyseurs activés par la lumière visible, abondante et inoffensive. En dopant le dioxyde de titane avec de l'azote, l'énergie requise diminue drastiquement. Ce matériau modifié produit du méthanol, du formaldéhyde et de l'acide formique à partir de lumière visible, servant de base à des adhésifs, mousses, contreplaqués, sols et désinfectants.
« Le dopage avec azote, carbone ou fluor permet à la lumière visible, moins énergétique, de déclencher les réactions », explique Sammy Verbruggen, expert à l'Université d'Anvers. « L'azote peut être instable, d'où l'intérêt pour des nanoparticules d'or, d'argent ou d'aluminium, qui captent efficacement la lumière visible. »
La recherche en chimie solaire se concentre dans des labs universitaires. Le consortium Sunrise (Pays-Bas), l'Institut Max Planck (Allemagne) et le labo de Verbruggen (purification d'air, revêtements autonettoyants, capteurs antibactériens) avancent rapidement.
Certaines start-ups optent pour l'électrolyse, alimentée idéalement par des panneaux solaires. « Utile pour la production nocturne, mais la photocatalyse est un processus en une étape, sans batteries ni panneaux », note Verbruggen.
Bientôt, cette technologie révolutionnera l'industrie chimique, convertissant les déchets en valeur ajoutée pour une économie circulaire et des émissions négatives.
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