1. Photosynthèse : Les plantes utilisent la lumière du soleil pour convertir le CO2 et l’eau en glucose et en oxygène grâce au processus de photosynthèse. Ce processus peut être amélioré dans des systèmes artificiels pour créer de la biomasse, des biocarburants et d’autres produits à base de plantes.
2. Photocatalyse : Les réactions photocatalytiques impliquent l'utilisation de matériaux semi-conducteurs qui, lorsqu'ils sont exposés à la lumière du soleil, génèrent des espèces hautement réactives capables de décomposer les polluants, tels que le CO2, en produits chimiques utiles. Par exemple, les processus photocatalytiques peuvent convertir le CO2 en carburants comme le méthane ou le méthanol.
3. Cellules photoélectrochimiques (PEC) : Les cellules PEC combinent des processus photovoltaïques et électrochimiques. Ils utilisent la lumière du soleil pour générer un courant électrique, qui est ensuite utilisé pour déclencher des réactions chimiques qui convertissent les émissions en matériaux utiles. Les cellules PEC peuvent produire de l'hydrogène à partir de l'eau et de la lumière du soleil ou convertir le CO2 en produits chimiques comme l'acide formique.
4. Captage et utilisation du carbone (CCU) : La lumière du soleil peut être utilisée dans les systèmes CCU, où le CO2 est capturé à partir des processus industriels ou de l'atmosphère et converti en produits de valeur. Une approche consiste à utiliser des processus thermochimiques induits par la lumière solaire pour convertir le CO2 en carburant ou en matière première pour la production chimique.
5. Culture d'algues et de cyanobactéries : La lumière du soleil peut être utilisée pour cultiver des algues et des cyanobactéries, qui ont la capacité de convertir le CO2 en biomasse grâce à la photosynthèse. Cette biomasse peut être utilisée pour produire des biocarburants, des compléments alimentaires ou d'autres produits.
6. Processus chimiques pilotés par l'énergie solaire : La lumière du soleil peut directement déclencher des réactions chimiques, permettant la production de divers matériaux à partir du CO2. Par exemple, la lumière du soleil peut être utilisée pour diviser l’eau en hydrogène et oxygène, qui peuvent ensuite être utilisés dans les piles à combustible ou dans la synthèse chimique.
7. Purification de l'eau par l'énergie solaire : La lumière du soleil peut être utilisée pour désinfecter l’eau et éliminer les contaminants grâce à des processus photocatalytiques. Cela peut aider à purifier les eaux usées ou à produire de l’eau propre à partir de sources contaminées.
Dans l’ensemble, la lumière du soleil peut être exploitée pour convertir les émissions en matériaux utiles grâce à divers processus, notamment la photosynthèse, la photocatalyse, les cellules photoélectrochimiques, la capture et l’utilisation du carbone, la culture d’algues et de cyanobactéries, les processus chimiques solaires et la purification de l’eau solaire. Ces technologies offrent des solutions potentielles pour réduire l’impact environnemental des émissions tout en créant des ressources précieuses. La recherche et le développement en cours visent à améliorer l’efficacité et l’évolutivité de ces procédés afin de les rendre viables et économiquement réalisables à grande échelle.
