Cette 'feuille artificielle' utilise de l'eau, la lumière du soleil et le dioxyde de carbone pour produire un gaz largement utilisé, inspiré du processus naturel par lequel les plantes utilisent l'énergie de la lumière du soleil pour transformer le dioxyde de carbone en nourriture. Crédit :Virgil Andrei
Un gaz largement utilisé qui est actuellement produit à partir de combustibles fossiles peut à la place être fabriqué par une «feuille artificielle» qui n'utilise que la lumière du soleil, dioxyde de carbone et eau, et qui pourrait éventuellement être utilisé pour développer un carburant liquide alternatif durable à l'essence.
Le dispositif neutre en carbone établit une nouvelle référence dans le domaine des combustibles solaires, après que des chercheurs de l'Université de Cambridge aient démontré qu'il peut produire directement le gaz, appelé gaz de synthèse, de manière simple et durable.
Plutôt que de fonctionner aux combustibles fossiles, la feuille artificielle est alimentée par la lumière du soleil, bien qu'il fonctionne toujours efficacement par temps nuageux et couvert. Et contrairement aux procédés industriels actuels de production de gaz de synthèse, la feuille ne libère pas de dioxyde de carbone supplémentaire dans l'atmosphère. Les résultats sont publiés dans le journal Matériaux naturels .
Le gaz de synthèse est actuellement fabriqué à partir d'un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone, et est utilisé pour produire une gamme de produits, comme les carburants, médicaments, plastiques et engrais.
"Vous n'avez peut-être pas entendu parler du gaz de synthèse lui-même, mais chaque jour, vous consommez des produits qui ont été créés à l'aide de celui-ci. Pouvoir le produire de manière durable serait une étape cruciale pour boucler le cycle mondial du carbone et établir une industrie chimique et énergétique durable, " a déclaré l'auteur principal, le professeur Erwin Reisner du département de chimie de Cambridge, qui a passé sept ans à travailler à cet objectif.
L'appareil que Reisner et ses collègues ont produit s'inspire de la photosynthèse, le processus naturel par lequel les plantes utilisent l'énergie de la lumière du soleil pour transformer le dioxyde de carbone en nourriture.
Crédit :Virgil Andrei
Sur la feuille artificielle, deux absorbeurs de lumière, similaire aux molécules des plantes qui récoltent la lumière du soleil, sont combinés avec un catalyseur fabriqué à partir du cobalt élément naturellement abondant.
Lorsque l'appareil est immergé dans l'eau, un absorbeur de lumière utilise le catalyseur pour produire de l'oxygène. L'autre effectue la réaction chimique qui réduit le dioxyde de carbone et l'eau en monoxyde de carbone et en hydrogène, formant le mélange de gaz de synthèse.
En prime, les chercheurs ont découvert que leurs absorbeurs de lumière fonctionnent même sous les faibles niveaux d'ensoleillement par temps pluvieux ou couvert.
"Cela signifie que vous n'êtes pas limité à utiliser cette technologie uniquement dans les pays chauds, ou n'exploiter le procédé que pendant les mois d'été, " a déclaré le doctorant Virgil Andrei, premier auteur de l'article. "Vous pouvez l'utiliser de l'aube au crépuscule, partout dans le monde."
La recherche a été menée dans le Christian Doppler Laboratory for Sustainable SynGas Chemistry du département de chimie de l'Université. Il a été cofinancé par le gouvernement autrichien et la société pétrochimique autrichienne OMV, qui cherche des moyens de rendre son entreprise plus durable.
"OMV a été un fervent partisan du Christian Doppler Laboratory au cours des sept dernières années. La recherche fondamentale de l'équipe pour produire du gaz de synthèse comme base pour le carburant liquide d'une manière neutre en carbone est révolutionnaire, " a déclaré Michael-Dieter Ulbrich, Conseiller principal chez OMV.
