Une équipe de quatre chimistes à l’université de Rochester étudie depuis quelques temps un nouveau système permettant de produire de l’hydrogène à partir d’eau en utilisant seulement la lumière du soleil. Le projet a attiré l’intention de l’U.S Depatement of Energy (DoE) qui a alors décidé de supporter le projet à l’aide d’une bourse d’un montant de 1.7 million de dollars.

Selon Kara Bren, professeur de chimie à l’université de Rochester : "tout le monde parle d’utiliser l’hydrogène comme un super carburant vert, mais générer ce fuel sans utiliser dans le processus d’autres énergies dites non verte n’est pas aisé. Certains ont déjà utilisé la lumière du soleil pour obtenir de l’hydrogène à partir de l’eau, mais le challenge est de rendre le processus entier suffisamment efficace pour être utile". L’équipe se penchera sur de nouvelles photosynthèses artificielles. Par ailleurs à la différence des prototypes précédents, celui de l’équipe de Rochester devrait être divisé en trois modules qui permettront à chaque étape du processus de manipuler et d’optimiser beaucoup plus facilement les caractéristiques du système.

Le premier module utilisera la lumière visible pour créer des électrons libres. Une molécule naturelle complexe appelée chromophore que la plante utilise pour absorber la lumière du soleil, sera modifiée pour générer des électrons réducteurs. Le second module sera une membrane à base de nanotubes de carbone qui agiront comme de fils moléculaires si fins que leur taille ne sera qu’un millionième de l’épaisseur d’un cheveu. Pour empêcher les chromophores de réabsorber les électrons, la membrane de nanotubes conduira les électrons hors des chromophores en direction du troisième module. Dans ce dernier, des catalyseurs utiliseront les électrons pour former de l’hydrogène à partir de l’eau. L’hydrogène pourra ensuite être utilisée par les voitures, les maisons ou l’alimentation de centrales.

En séparant le premier et le troisième module avec la membrane de nanotubes, les chimistes espèrent séparer le processus de récolte de la lumière du processus de génération de l’hydrogène. Cette séparation, permettra à l’équipe de maximiser le rendement de l’absorption de lumière sans altérer les capacités de génération de l’hydrogène et vice-versa. Bren nous explique que cette compartimentation en modules, est avantageuse par rapport aux autres systèmes intégrés car dans ces derniers un changement améliorant une caractéristique peut en dégrader une autre de façon imprévisible et significative. Cependant Bren concède que ce projet peut prendre plusieurs années avant que l’équipe ne parvienne à un système plus efficace que les les designs actuels. Et même si ceci se produit, le système devra être assez performant pour être commercialement viable. "Mais si nous réussissons, nous pouvons être en mesure non seulement de créer un combustible qui brûle proprement, mais la production du combustible pourrait elle-même être propre".

Source :

"Scientists to use artificial photosynthesis and nanotubes to generate hydrogen fuel with sunlight": Jonathan Sherwood – 14/10/09 : https://www.eurekalert.org/pub_releases/2009-10/uor-stu101409.php

Rédacteur :

Arnaud Souillé, [email protected]