Si les humains pouvaient diviser l'eau en utilisant des matériaux bon marché comme l'a fait la nature, la société aurait une réserve infinie de carburant hydrogène bon marché pour le transport, sans émissions de carbone. Crédit :Joseph Brent, Flickr
Les scientifiques ont franchi une étape clé dans la recette de séparation de l'eau de la nature, qui alimente toute la vie végétale sur Terre et peut être exploitée pour fournir un approvisionnement illimité en carburant renouvelable bon marché.
L'Université nationale australienne (ANU) et le Max Planck Institute for Chemical Energy Conversion (MPI-CEC) en Allemagne ont dirigé l'étude, qui identifie pour la première fois un processus photosynthétique important qui permet aux plantes de diviser l'eau.
Le chercheur principal, le Dr Nick Cox, a déclaré que si les humains pouvaient diviser l'eau en utilisant des matériaux bon marché comme l'a fait la nature, la société aurait une réserve infinie de carburant hydrogène bon marché pour le transport, sans émissions de carbone qui contribuent au changement climatique d'origine humaine.
"Assez de lumière du soleil frappe la Terre en une seule heure pour alimenter toutes les activités humaines pendant plus d'un an, " a déclaré le Dr Cox de l'École de recherche en chimie de l'ANU.
"Les plantes utilisent cette énergie récoltée pour diviser l'eau et fabriquer des glucides complexes qui fournissent de la nourriture à la plante pour se développer et prospérer. Ce processus enrichit également notre atmosphère en oxygène pour les animaux, y compris les humains, respirer.
"Copier ce processus à partir de la nature conduirait à de nouvelles technologies améliorées de stockage d'énergie renouvelable."
La chercheuse du MPI-CEC, le Dr Maria Chrysina, a déclaré que l'étude avait révélé comment une enzyme clé impliquée devait « respirer » pour permettre l'accès à l'eau.
"À mi-chemin de son cycle de réaction, l'enzyme développe la capacité de s'étirer comme un accordéon, qui permet l'absorption ordonnée de l'eau pour commencer le processus de division, " dit le Dr Chyrsina.
Le co-chercheur de l'ANU, le Dr Eiri Heyno, a déclaré que la division de l'eau dans la nature pourrait être entravée sans l'étape critique identifiée par l'équipe.
"Sans la prudence, liaison séquentielle de l'eau, des molécules d'oxygène plus réactives peuvent potentiellement être libérées, ce qui pourrait défaire tout le processus de séparation de l'eau, " a déclaré le Dr Heyno.
L'étude, qui impliquait également des chercheurs suédois, est publié dans Actes de l'Académie nationale des sciences des États-Unis d'Amérique.
L'équipe de recherche a utilisé une technique appelée spectroscopie par résonance paramagnétique électronique (RPE), qui a créé des images 3-D du site réactif impliqué dans le processus de photosynthèse.
Le Dr Cox dirige la mise en place d'une nouvelle installation EPR à la pointe de la technologie à l'ANU, avec le soutien de l'Australian Research Council (ARC), Université de Nouvelle-Galles du Sud, Université du Queensland, Université de Sydney et Université de Wollongong.
"Cette nouvelle installation fonctionnera à des champs magnétiques beaucoup plus élevés que ce qui est possible aujourd'hui, permettant des mesures plus détaillées à des fins médicales, biologique, recherche en chimie et matériaux, ainsi que des applications industrielles, " il a dit.