Photosynthèse artificielle

Après s’être baladés dans le centre-ville d’Amsterdam, en prenant en photos les célèbres et pittoresques canaux, Max et Lily se dirigèrent vers l’université d’Amsterdam, internationalement connue elle aussi. Dans le cadre de leur initiative sur l’énergie solaire, ils effectuaient un travail sur la photosynthèse artificielle.

Ils étaient tous les deux d’avis qu’ils ne pouvaient pas mieux finir leur voyage qu’en en apprenant un peu plus sur cet important projet qui, afin de produire de l’énergie pour les besoins de la civilisation moderne, avait réalisé un processus pour imiter la façon dont la nature produit de l’énergie depuis des milliards d’années.  

« Nous utilisons l’énergie pour de nombreuses choses, mais il y a trois nécessités de base » commença Lily. « Pour chauffer, pour produire de l’électricité et pour le transport. La photosynthèse artificielle aidera dans ces deux derniers cas ».

Max, quant à lui, ne put s’empêcher d’être un peu déçu. Il tenait à hauteur de ses yeux un bécher contenant une cellule photocatalytique dans de l’eau. De nombreuses petites bulles d’eau émergeaient à la surface. « C’est ça la feuille artificielle ? » demanda-t-il en lisant l’étiquette. « Je m’attendais à quelque chose de plus… vert !» se plaignit-t-il.    

« Comme quoi ? » demanda Lily. « Ce n’est peut-être pas de couleur verte mais ça fonctionne sur le même principe qu’une feuille » continua-t-elle. « Sais-tu seulement ce qu’est la photosynthèse ? » demanda-t-elle en le taquinant.

Max répondit qu’il savait pertinemment ce qu’était la photosynthèse. Les plantes absorbent l’énergie solaire et la convertissent en énergie chimique. Elles combinent le dioxyde de carbone qu’elles capturent dans l’atmosphère avec de l’eau pour créer leur nourriture, du glucose et de l’oxygène.

« Le glucose est un hydrate de carbone » ajouta Lily. « Et cette feuille artificielle que tu tiens là fonctionne de façon similaire. Elle utilise l’énergie solaire pour séparer l’eau d’un coté en oxygène, de l’autre en hydrogène. Tu vois les bulles ? C’est l’oxygène et l’hydrogène. L’oxygène vient de la face visible de la feuille et l’hydrogène de l’autre face. L’hydrogène est utilisé en tant que carburant».

Alors que dans la nature les hydrates de carbones, les protéines et les graisses constituent les « carburants utilisables », dans ce cas, les scientifiques recherchaient un carburant pour les voitures et de l’électricité pour faire fonctionner les appareils. La photosynthèse artificielle est un processus qui consiste à préparer des carburants à partir de rien de plus que de l’eau, du soleil et du dioxyde de carbone. C’est un processus vital, la base pour un monde qui n’aura plus besoin de carburants fossiles.

En combinant le dioxyde de carbone et l’eau, la photosynthèse artificielle produit des hydrocarbures. Fais à partir d’hydrogène et de carbone, les hydrocarbures tels que le propane ou l’octane sont les composants de base de l’essence et des gaz naturels, et ont été utilisés pendant des siècles comme des carburants. Ce type de photosynthèse artificielle a également l’avantage de réduire le dioxyde de carbone de notre atmosphère.

« Mais comment cela fonctionne-t-il ? » se demanda Max à haute voix. Lily répondit que la réponse tenait en un mot : les catalyseurs. Un catalyseur est un matériau qui accélère la réaction chimique. De nouveaux catalyseurs ont été développés afin de permettre la photosynthèse artificielle.

Quand ces catalyseurs sont couplés avec des matériaux qui absorbent la lumière, la production efficace de carburants tels que le méthanol est rendue possible. Au début, des métaux précieux tels que la platine ou l’iridium étaient utilisés comme catalyseurs. Mais ils étaient très chers, donc de nouvelles alternatives moins chères ont dû être développées. Le dioxyde de titane est par exemple un catalyseur inoffensif, respectueux de l’environnement et également très stable. En plus, certains alliages métalliques ont prouvé être des catalyseurs efficaces. Un en particulier, l’alliage de nickel, molybdène et zinc (NiMoZn), est très efficace pour la production d’hydrogène. 

Max et Lily étaient tous deux très impressionnés par cet accomplissement. Ça ne ressemble peut-être pas à une feuille mais ça agit de la même manière. La photosynthèse artificielle réduit le dioxyde de carbone dans l’atmosphère, fournit de l’air frais, tout en produisant des carburants à la fois pour les voitures et les appareils électriques. Efficacité, écologie et durabilité : la voie vers un nouveau monde, un meilleur monde, est en train de prendre forme.