Un système de photosynthèse artificielle nouvellement créé est 10 fois plus efficace que les systèmes existants

L’équipe a démontré le fonctionnement du système artificiel au niveau moléculaire, ce qui n’a jamais été fait auparavant.

Image représentative d’une micro plante dans un tube à essai. Peter Allen

Des chimistes de l’université de Chicago ont mis au point un nouveau système de photosynthèse artificielle qui s’avère plus performant que les systèmes artificiels précédents.

Publiés dans Nature Catalysis, les six chimistes ont découvert une méthode qui pourrait être utilisée pour produire d’autres produits chimiques.

“Sans la photosynthèse naturelle, nous ne serions pas là. C’est elle qui a produit l’oxygène que nous respirons sur Terre, et qui produit les aliments que nous mangeons”, a déclaré Wenbin Lin, chimiste à l’université de Chicago, dans un communiqué. “Mais elle ne sera jamais assez efficace pour fournir du carburant pour que nous puissions conduire des voitures, donc nous aurons besoin d’autre chose.”

Lin a ajouté que même la nature n’a pas de solution pour la quantité d’énergie que nous utilisons. “Nous devrons faire mieux que la nature, et c’est effrayant”, a déclaré Lin.

Les scientifiques sont en train de pirater les systèmes d’une plante pour créer notre type de carburant.

“Il s’agit d’une amélioration considérable par rapport aux systèmes existants, mais, ce qui est tout aussi important, nous avons été en mesure d’expliquer très clairement le fonctionnement de ce système artificiel au niveau moléculaire, ce qui n’avait jamais été fait auparavant”, a déclaré Lin, qui est l’auteur principal de l’étude.

Les scientifiques ont dû bricoler avec la nature et réorganiser la photosynthèse

La photosynthèse ordinaire produit des hydrates de carbone à partir de dioxyde de carbone et d’eau, mais la photosynthèse artificielle pourrait produire de l’éthanol, du méthane ou d’autres carburants.

La photosynthèse crée des hydrates de carbone qui pourraient nous alimenter, mais pas nos voitures. Les chercheurs qui ont cherché à créer des alternatives aux carburants fossiles ont donc dû “réorganiser le processus pour créer des carburants plus denses en énergie, comme l’éthanol ou le méthane”, selon le communiqué.

Les protéines et les pigments d’une feuille absorbent de l’eau et du dioxyde de carbone, séparent les molécules et réorganisent les atomes pour produire des hydrates de carbone. Les scientifiques ont dû produire un arrangement différent – juste de l’hydrogène entourant Ch4, le méthane.

Les acides aminés à la rescousse

Le bricoler n’a cependant pas été facile ; cela fait des décennies que l’on essaie de le faire. Mais Lin et son équipe ont ajouté un élément que les systèmes de photosynthèse artificielle n’avaient pas inclus : les acides aminés.

Ils ont remarqué que les acides aminés aidaient la réaction à être plus efficace. Cependant, la photosynthèse artificielle est encore loin de produire suffisamment de carburant pour une utilisation généralisée. “Là où nous en sommes aujourd’hui, il faudrait augmenter l’échelle de plusieurs ordres de grandeur pour produire une quantité suffisante de méthane pour notre consommation”, a déclaré Lin.

La méthode peut également être appliquée à d’autres réactions chimiques. “Un grand nombre de ces processus fondamentaux sont les mêmes”, a déclaré Lin. “Si vous développez de bonnes chimies, elles peuvent être branchées sur de nombreux systèmes.” Cependant, il faut fabriquer beaucoup de carburant pour qu’il ait un impact significatif.

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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche