Dans la quête de faire de l'hydrogène une source de carburant alternative propre, les chercheurs ont été bloqués sur la façon de créer de l'hydrogène utilisable qui est propre et durable sans compter sur une utilisation intensive, processus à haute énergie qui l'emporte sur les avantages de ne pas utiliser de pétrole pour alimenter les véhicules.

De nouvelles découvertes d'une équipe de chercheurs de l'Université du Tennessee, Knoxville, et le Laboratoire national d'Oak Ridge, cependant, montrent que la photosynthèse - le processus par lequel les plantes se régénèrent en utilisant l'énergie du soleil - peut fonctionner comme propre, source durable d'hydrogène.

L'équipe, dirigé par Barry Bruce, professeur de biochimie et de biologie cellulaire et moléculaire à l'UT Knoxville, ont découvert que la machinerie interne de la photosynthèse peut être isolée de certaines algues et, lorsqu'il est couplé à un catalyseur au platine, est capable de produire un apport constant d'hydrogène lorsqu'il est exposé à la lumière.

Les résultats sont présentés dans le numéro de cette semaine du journal Nature Nanotechnologie .

Bruce, qui est directeur associé du Centre de recherche sur l'énergie et l'éducation durables de l'UT Knoxville, note que nous tirons déjà la majeure partie de notre énergie de la photosynthèse, bien qu'indirectement.

Les combustibles fossiles d'aujourd'hui étaient autrefois, il y a des millions d'années, matière végétale riche en énergie dont la croissance était également soutenue par le soleil via le processus de photosynthèse. Des efforts ont été faits pour raccourcir ce processus, notamment par la création de biocarburants qui récoltent les plantes et transforment leurs hydrocarbures en éthanol ou en biodiesel.

"Le biocarburant tel que beaucoup de gens le pensent maintenant - la récolte des plantes et la conversion de leur matière ligneuse en sucres qui sont distillés en liquides combustibles - ne peuvent probablement pas remplacer l'essence en tant que source majeure de carburant, " a déclaré Bruce. " Nous avons constaté que notre processus est plus direct et a le potentiel de créer une quantité beaucoup plus grande de carburant en utilisant beaucoup moins d'énergie, qui a un large éventail d'avantages."

Un avantage majeur de la méthode de Bruce est qu'elle élimine deux intermédiaires clés dans le processus d'utilisation des capacités de conversion solaire des plantes. Le premier intermédiaire est le temps nécessaire à une plante pour capter l'énergie solaire, grandir et se reproduire, puis meurent et finissent par devenir un combustible fossile. Le deuxième intermédiaire est l'énergie, dans ce cas la quantité substantielle d'énergie nécessaire pour cultiver, récolter et transformer le matériel végétal en biocarburant. Contourner ces deux options et utiliser directement le système solaire intégré de la plante ou des algues pour créer un carburant propre peut être un grand pas en avant.

D'autres scientifiques ont étudié la possibilité d'utiliser la photosynthèse comme source d'hydrogène, mais n'ont pas encore trouvé de moyen de faire en sorte que la réaction se produise efficacement aux températures élevées qui existeraient dans un grand système conçu pour exploiter la lumière du soleil.

Bruce et ses collègues ont découvert qu'en partant d'une algue bleu-vert thermophile, ce qui favorise des températures plus chaudes, ils pourraient soutenir la réaction à des températures aussi élevées que 55 degrés C, ou 131 degrés F. C'est à peu près la température dans les déserts arides avec une forte irradiation solaire, où le processus serait le plus productif. Ils ont également découvert que le processus était plus de 10 fois plus efficace à mesure que la température augmentait.

"En tant que doyen et chimiste, Je suis très impressionné par ce travail récent du professeur Bruce et de ses collègues, " a déclaré Bruce Bursten, doyen du Collège des Arts et des Sciences de l'UT Knoxville. "L'hydrogène a le potentiel d'être le carburant alternatif le plus propre au pétrole, sans production de gaz à effet de serre, et nous avons besoin de nouvelles innovations qui permettent de produire facilement de l'hydrogène à partir de sources autres que les hydrocarbures. Le professeur Bruce et son équipe ont fourni un superbe exemple de la façon dont l'excellence en recherche fondamentale peut contribuer de manière significative aux avancées technologiques et sociétales. »

Source :Université du Tennessee à Knoxville