Photosynthèse artificielle : future source d'énergie sans électricité ?

La photosynthèse permet aux végétaux de produire leur énergie vitale pour leur développement. Pour se faire, des cellules spécifiques présentes au niveau des feuilles captent les rayons du soleil. Ce processus permet de rejeter du dioxygène lorsque la transformation de l’énergie solaire en énergie chimique (au sein de la feuille) s’est produite.

Une énergie qui intéresse de près les scientifiques

Grâce à la photosynthèse dite artificielle, l’Homme pourrait produire de l’énergie ce sans avoir recours à de l’électricité. Cependant, répliquer la photosynthèse d’une plante ne se révèle bien évidemment pas suffisant pour produire une énergie suffisante pour alimenter nos divers outils.

Une récente étude de nature Catalysis indique une nouvelle forme de photosynthèse artificielle, qui puis est plus productive que les précédentes. Alors que la photosynthèse naturelle produit des nutriments pour la plante, la photosynthèse artificielle permettrait de produire par exemple de l’éthanol.

Selon James Franck, professeur de chimie à l’Univsersité de Chicago, « Sans photosynthèse naturelle, nous ne serions pas ici. Il a fait l'oxygène que nous respirons sur Terre et il fait la nourriture que nous mangeons ».

L’idée d’utiliser la photosynthèse pour produire de l’énergie peut sembler simple. Cependant, la production est complexe, d’autant plus qu’il faudrait d’importantes quantités de produits nouvellement créés. En effet, nos divers véhicules, outils et autres machines sont gourmands en carburant.

En pleine nature, le principe est le suivant : les végétaux captent l’eau ainsi que le CO2 présent dans l’atmosphère. Viennent ensuite des réactions chimiques permettant la transformation des éléments en nutriments pour la plante (des glucides).

Comment améliorer cette photosynthèse artificielle ?

Afin d’optimiser les productions issues de cette photosynthèse, les chercheurs ont pensé inclure des acides aminés.

Ils ont débuté avec des composés constitués d’ions métalliques (MOF) . Ceux-ci sont liés via des molécules de liaison organique. Par la suite, ils ont réalisé ces MOF d’une seule couche dans l’objectif d’obtenir la plus grande surface qui sera utilisée pour les réactions chimiques. L’ensemble a été plongé dans une solution de cobalt, nécessaire au transport des électrons.

Ce n’est qu’ensuite que des acides aminés ont été ajoutés aux MOF. Plusieurs types d’acides aminés ont été testés afin de sélectionner les plus performants.

Les résultats permettent d’affirmer que les acides aminés ont permis d’améliorer la réaction de photosynthèse. Cela étant, d’après James « Là où nous en sommes maintenant, il faudrait augmenter de plusieurs ordres de grandeur pour produire une quantité suffisante de méthane pour notre consommation ».