Avec l'énergie du soleil, une enzyme spéciale peut convertir le CO 2 molécules en acide formique. Cela peut à la fois éliminer le CO 2 et nous fournir quelque chose de plus utile.

La photosynthèse des plantes est l'une des nombreuses merveilles de la nature. En utilisant l'énergie de la lumière du soleil, dioxyde de carbone (CO 2 ) et l'eau sont converties en sucre et autres glucides, ainsi que l'oxygène.

Cela se fait par une série de processus chimiques. En mimant une partie ou la totalité de la photosynthèse, pouvons-nous émettre moins de CO 2 ou capturer une partie de ce qui flotte dans l'air ?

Dans le monde entier, les scientifiques s'inspirent de la photosynthèse. L'un d'eux est le chimiste Kaiqi Xu de l'Université d'Oslo.

"Nous voulons utiliser la photosynthèse artificielle car la photosynthèse naturelle n'est pas toujours très efficace, " dit Xu.

Il ne dit pas cela pour saper le laboratoire chimique de la nature, mais il ne fait aucun doute qu'il y a place à amélioration. Par exemple, les plantes n'utilisent que 1-2 pour cent de la lumière du soleil. Une cellule solaire au silicium utilise entre 15 et 24 pour cent.

"La photosynthèse naturelle peut produire des sucres à partir du CO2 et de l'eau. Nous voulons produire quelque chose de plus utile, " Xu dit à Titan.uio.no.

Son doctorat est un petit pas sur la voie de ce qui peut être une opportunité de contrôler les niveaux de CO2.

Enzyme de virus ou de bactéries

Xu a étudié une enzyme capable de convertir le CO 2 en acide formique, une substance utilisée dans plusieurs formes d'industrie.

Les enzymes sont un type de protéines qui agissent comme des catalyseurs dans les processus biologiques, à la fois dans ton corps, dans les plantes et partout ailleurs. Ceux-ci se sont spécialisés dans la conduite de réactions très spécifiques.

Il existe d'innombrables enzymes différentes. Xu appelle son enzyme une formiate déshydrogénase tolérante à l'oxygène, et il appartient à un groupe appelé enzymes FDH.

"L'enzyme que nous utilisons est produite par des bactéries ou des virus, mais je pense aussi que certains scientifiques utilisent des enzymes FDH directement à partir de plantes, " dit Xu.

Dans les bonnes circonstances, L'enzyme FDH de Xu peut capturer le CO 2 molécule et la convertir en acide formique. Mais pour cela, il a besoin d'énergie.

La même chose se passe dans une cellule solaire

Il obtient l'énergie d'un nanotube en nitrure de tantale, Ta 3 N 5 , où chaque molécule est constituée de trois atomes de l'élément tantale et de cinq atomes d'azote.

"Le nitrure de tantale est un semi-conducteur aux propriétés uniques. Il peut absorber la lumière du soleil et la convertir en énergie qui peut être directement utilisée par nous, " explique Xu.

Lorsque la lumière du soleil frappe le nitrure de tantale, une quantité d'énergie exactement appropriée est émise. C'est la même chose qui se passe dans une cellule solaire. Un électron saute, mais là où une cellule solaire veut jette l'électron dans un circuit, Xu veut qu'il conduise les réactions chimiques dans l'enzyme FDH.

"L'enzyme peut capturer les électrons générés par le nitrure de tantale et ensuite effectuer la réaction, " dit Xu.

Ce n'est pas un hasard s'il utilise le nitrure de tantale dans ses recherches.

"Le nitrure de tantale répond à de nombreuses exigences pour effectuer la photosynthèse, " dit Xu.

En partie parce qu'il a une bande interdite de 2,1 électrons-volts. La bande interdite est l'énergie nécessaire pour faire sortir un électron de son état fondamental. Cette énergie de 2,1 électrons-volts peut alimenter le processus photosynthétique global, y compris l'énergie nécessaire à l'enzyme pour faire son travail.

"Alors cette enzyme peut convertir le CO 2 à l'acide formique, une composition qui a beaucoup plus de valeur, " dit Xu.

En outre, nous pouvons nous débarrasser du CO 2 , bien sûr, ce qui n'est pas un inconvénient en termes de changement climatique.

Peut capturer le CO 2

Xu fabrique de très petits tubes avec du nitrure de tantale. Si petits qu'ils sont au niveau nano. Nano signifie un milliardième.

"Nous fabriquons des nanotubes de nitrure de tantale parce que les tubes ont une très grande surface et peuvent donc absorber plus de lumière du soleil."

Peut-être que la technologie à l'avenir peut contribuer au CO 2 Capturer.

"Si nous pouvons en faire une fine couche, nous pouvons le mettre sur les toits et les murs qui permettront ensuite de capter le CO 2 , " dit Xu.

"Beaucoup de choses que nous ne savons pas"

Mais il y a beaucoup de recherches nécessaires avant d'en arriver là. L'enzyme FDH de Xu a encore de nombreux secrets.

« Maintenant, nous en savons un peu plus sur cette enzyme, mais il y a encore beaucoup de choses que nous ne savons pas, " il dit.

"Si nous pouvons obtenir une meilleure compréhension de l'enzyme et si nous pouvons l'imiter, nous pouvons le faire à plus grande échelle. Ensuite, il peut certainement aider à contrôler le CO 2 niveau."

« Si nous pouvons le rendre encore plus efficace, il peut surpasser la fonction des plantes vertes, " dit Xu.