Des chimistes de l'Université de l'Illinois ont réussi à produire des carburants en utilisant de l'eau, dioxyde de carbone et lumière visible par photosynthèse artificielle. En convertissant le dioxyde de carbone en molécules plus complexes comme le propane, la technologie de l'énergie verte est maintenant un pas de plus vers l'utilisation de l'excès de CO 2 pour stocker l'énergie solaire - sous forme de liaisons chimiques - à utiliser lorsque le soleil ne brille pas et en période de pointe de demande.

Les plantes utilisent la lumière du soleil pour provoquer des réactions chimiques entre l'eau et le CO 2 pour créer et stocker l'énergie solaire sous forme de glucose à haute densité énergétique. Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont développé un processus artificiel qui utilise la même portion de lumière verte du spectre de lumière visible utilisée par les plantes lors de la photosynthèse naturelle pour convertir le CO 2 et de l'eau en carburant, en conjonction avec des nanoparticules d'or riches en électrons qui servent de catalyseur. Les nouvelles découvertes sont publiées dans la revue Communication Nature .

"Le but ici est de produire des complexes, hydrocarbures liquéfiables provenant de l'excès de CO 2 et d'autres ressources durables telles que la lumière du soleil, " dit Prashant Jain, professeur de chimie et co-auteur de l'étude. « Les carburants liquides sont idéaux car ils sont plus faciles, plus sûr et plus économique à transporter que le gaz et, parce qu'ils sont fabriqués à partir de molécules à longue chaîne, contiennent plus de liaisons, ce qui signifie qu'elles emballent l'énergie de manière plus dense."

Dans le laboratoire de Jain, Sungju Yu, chercheur postdoctoral et premier auteur de l'étude, utilise des catalyseurs métalliques pour absorber la lumière verte et transférer les électrons et les protons nécessaires aux réactions chimiques entre le CO 2 et de l'eau - remplissant le rôle du pigment chlorophylle dans la photosynthèse naturelle.

Les nanoparticules d'or fonctionnent particulièrement bien comme catalyseur, Jain a dit, car leurs surfaces interagissent favorablement avec le CO 2 molécules, sont efficaces pour absorber la lumière et ne se décomposent pas ou ne se dégradent pas comme les autres métaux qui peuvent se ternir facilement.

Il existe plusieurs manières de libérer l'énergie stockée dans les liaisons du carburant hydrocarboné. Cependant, la méthode de combustion conventionnelle facile finit par produire plus de CO 2 — ce qui est contre-productif à l'idée de récolter et de stocker l'énergie solaire en premier lieu, dit Jain.

"Il y en a d'autres, des utilisations potentielles plus non conventionnelles des hydrocarbures issus de ce procédé, ", a-t-il déclaré. "Ils pourraient être utilisés pour alimenter des piles à combustible pour produire du courant et de la tension électriques. Il y a des laboratoires à travers le monde qui essaient de comprendre comment la conversion des hydrocarbures en électricité peut être effectuée efficacement, " dit Jain.

Aussi excitant que le développement de ce CO 2 -to-liquid fuel peut être pour la technologie de l'énergie verte, les chercheurs reconnaissent que le processus de photosynthèse artificielle de Jain est loin d'être aussi efficace que celui des plantes.

"Nous devons apprendre à régler le catalyseur pour augmenter l'efficacité des réactions chimiques, " a-t-il dit. " Ensuite, nous pourrons commencer le travail acharné de déterminer comment s'y prendre pour étendre le processus. Et, comme toute technologie énergétique non conventionnelle, il y aura de nombreuses questions de faisabilité économique auxquelles il faudra répondre, également."