Une feuille artificielle produit de l'e-fuel
Comme une usine de production de carburant miniature, la feuille produit du bioéthanol et du propanol à partir de lumière, d'eau et de CO2. Appliquée à plus grande échelle, elle pourrait constituer une solution intéressante pour la production de carburants synthétiques sans impact sur le climat - et donc un pas de plus vers l'abandon des combustibles fossiles.
L'année dernière, un groupe de chercheurs de l'université de Cambridge a présenté une feuille artificielle flottante capable de produire du gaz synthétique directement sur l'eau. Des processus photosynthétiques similaires à ceux de la nature sont entrés en jeu pour produire un carburant précieux à partir de la lumière du soleil, de l'eau et du dioxyde de carbone. Le processus de décomposition de l'eau a donné naissance à de l'hydrogène et le dioxyde de carbone à ce que l'on appelle le "syngaz". Les chercheurs ont maintenant atteint de nouveaux développements - une étape importante pour une production de carburant respectueuse de l'environnement.
En effet, la centrale électrique miniature sur la feuille ne produit plus seulement un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone, mais aussi des produits chimiques plus complexes. Le nouveau prototype transforme directement l'eau et le CO2 en e-fuels à l'aide de l'énergie solaire. Contrairement aux installations de production traditionnelles, la production de ce vecteur d'énergie liquide doit se faire sans utiliser de combustibles fossiles, par exemple pour l'alimentation électrique nécessaire à la production d'hydrogène, et devenir ainsi climatiquement neutre.
Comme pour le modèle précédent de la feuille artificielle de quelques centimètres carrés, la combinaison de vanadate de bismuth absorbant la lumière et de pérovskite produit du gaz de synthèse. Mais à cela s'ajoutent désormais de nouveaux catalyseurs en cuivre et en palladium, qui conduisent à la production d'"un mélange d'éthanol et de n-propanol" - explique le chef de projet et chimiste Erwin Reisner. Les deux alcools peuvent alors être facilement transportés et utilisés comme combustibles à haute densité énergétique et produits de manière durable.
Toutefois, la technologie est encore loin d'avoir franchi la ligne d'arrivée, car certains aspects doivent encore être perfectionnés. Par exemple, le dioxyde de carbone nécessaire au processus doit encore provenir de grandes sources d'émissions de CO2 telles que les installations industrielles, afin de garantir la concentration de carbone utilisée. "Mais nous travaillons déjà sur la manière de gérer les concentrations atmosphériques de CO2", explique toutefois Reisner.
De même, le groupe de chercheurs a besoin de beaucoup plus de ressources et de marge de manœuvre si l'on veut qu'une telle technologie ne reste pas au stade du laboratoire, mais s'impose progressivement dans le secteur de l'énergie et des carburants. Le projet de Cambridge pourrait constituer un développement extrêmement important pour la production de carburants neutres en carbone, totalement exempts de combustibles fossiles - et considérés comme plus durables que les alternatives actuellement proposées sur le marché des carburants. Les scientifiques vont maintenant travailler à la mise à l'échelle du système afin de pouvoir produire de plus grandes quantités de carburant. En effet, ce n'est que lorsque les e-fuels seront disponibles en plus grandes quantités qu'ils pourront être inclus dans les règles des zones environnementales, l'octroi des différentes vignettes écologiques en Europe et l'interdiction des véhicules à combustion à partir de 2035.