2 émissions en produits chimiques de valeur, Les chercheurs de la KAUST l'ont montré.
Recyclage du CO 2 pourrait simultanément réduire les émissions de carbone dans l'atmosphère tout en générant des produits chimiques et des carburants utiles, explique Bin Bian, un doctorat étudiant dans le laboratoire de Pascal Saikaly, qui a dirigé la recherche. "L'électrosynthèse microbienne (MES), couplée à un approvisionnement en énergie renouvelable, pourrait être l'une de ces technologies, " dit Bian.
Le MES exploite la capacité de certains microbes à absorber le CO 2 et le convertir en produits chimiques, comme l'acétate. Dans la nature, les microbes chimiolithoautotrophes métabolisent les minéraux en tant que source d'énergie dans un processus qui implique la navette des électrons. Cette capacité peut être exploitée pour transformer le CO 2 en produits à valeur ajoutée si les microbes reçoivent un flux d'électrons et de protons provenant de la division de l'eau anodique dans une cellule électrochimique (voir image).
Dans leur dernier ouvrage, plutôt que de se concentrer sur le CO 2 -étape acétate, l'équipe a travaillé sur la réduction de l'apport énergétique pour la production d'oxygène moléculaire (O2) à l'anode, une réaction qui maintient la cellule globale en équilibre. « Dans les systèmes MES, le processus qui consomme le plus d'énergie est considéré comme la réaction de dégagement d'oxygène (OER), " explique Bian. Les chercheurs ont utilisé des matériaux d'anode captant la lumière, comme le dioxyde de titane, qui exploitent l'énergie de la lumière du soleil pour aider à conduire le REL. Dans leur travail actuel, l'équipe a étudié une alternative prometteuse pour la photoanode, le matériel de récolte de lumière, vanadate de bismuth.
Le vanadate de bismuth a absorbé l'énergie d'une gamme beaucoup plus large du spectre solaire que le dioxyde de titane, rendre l'ensemble de la cellule MES plus efficace, l'équipe a montré. « Nous avons obtenu un rendement de conversion solaire en acétate de 1,65 %, qui est le plus élevé signalé jusqu'à présent, " Saikaly dit. "Cette efficacité est environ huit fois plus élevée que l'efficacité de 0,2 pour cent de la photosynthèse naturelle mondiale, qui est le processus solaire de la nature pour convertir le CO 2 en molécules riches en énergie, " note Bian.
Jusqu'à présent, l'équipe a fourni aux biocatalyseurs microbiens un flux constant d'électrons et de CO 2 pour soutenir leur croissance. "La prochaine étape pour nous est de tester notre système sous un soleil réel et de surveiller la résilience des biocatalyseurs sous une source d'énergie renouvelable intermittente, " dit Saïkaly.
