Cette feuille artificielle utilise l’eau, le CO2 et la lumière solaire pour produire du carburant

Des scientifiques britanniques ont créé une nouvelle feuille artificielle flottante, utilisant la lumière solaire, le dioxyde de carbone et l’eau pour produire efficacement du carburant.

Du gaz synthétique obtenu à partir d’hydrogène et de monoxyde de carbone

La feuille est l’une des machineries les plus impressionnantes de la nature, capable de convertir la lumière du soleil, le dioxyde de carbone et l’eau en énergie. En 2019, une équipe de chercheurs de l’université de Cambridge avait dévoilé une version artificielle de cette dernière, intégrant deux absorbeurs de lumière en pérovskite associés à un catalyseur au cobalt, et absorbant l’eau et le dioxyde de carbone pour produire de l’oxygène, de l’hydrogène et du monoxyde de carbone.

L’hydrogène et le monoxyde de carbone pouvaient ensuite être capturés et utilisés pour fabriquer du gaz synthétique, un ingrédient clé des plastiques, des engrais et des carburants comme le diesel, contribuant essentiellement à réduire l’empreinte CO2 de tels produits.

Impliquant du verre et d’autres matériaux épais, cette feuille artificielle se révélait toutefois assez volumineuse et lourde. Pour cette nouvelle étude, parue dans la revue Nature, les scientifiques ont cherché à l’affiner afin qu’elle puisse flotter sur l’eau tout en conservant la même efficacité.

Séquence accélérée (x100) montrant le processus de réduction du CO2

Pour ce faire, l’équipe a fixé des couches de pérovskite absorbant la lumière sur de fines lamelles flexibles de polyester recouvertes d’oxyde d’indium et d’étain, et utilisé un catalyseur en platine. Ces couches ont ensuite été recouvertes de matériaux ultrafins à base de carbone repoussant l’eau, afin de les protéger de l’humidité.

Une efficacité décuplée

Leur nouvelle feuille artificielle flottante peut efficacement séparer l’eau en hydrogène et en oxygène, et également produire les constituants du gaz de synthèse. Des tests réalisés sur des cours d’eau voisins ont montré qu’elle possédait un rendement par gramme comparable à celui des feuilles naturelles (0,58 % pour l’hydrogène et 0,053 % pour le monoxyde de carbone), représentant une amélioration considérable par rapport à l’itération précédente.

Ce dispositif se révèle également évolutif : des tests ont été réalisés avec des versions de 1,7 cm² à 100 cm², avec des performances proportionnellement équivalentes. Selon l’équipe, il pourrait être utilisé pour produire des carburants plus propres pratiquement partout où il y a de l’eau, y compris dans les voies navigables polluées ou en pleine mer.

Par Yann Contegat, le 24 août 2022