une-nouvelle-approche-convertit-le-CO2-en-méthane
Les scientifiques cherchent depuis longtemps à imiter la photosynthèse, en exploitant l’énergie du Soleil pour produire des combustibles chimiques. Aujourd’hui, une équipe s’est rapprochée de ce but plus que jamais. Des chercheurs ont mis au point un nouveau catalyseur à base de cuivre et de fer qui utilise la lumière pour convertir le dioxyde de carbone (CO2) en méthane, le principal composant du gaz naturel. Si ce nouveau catalyseur peut être amélioré davantage, il pourrait aider à réduire notre dépendance aux combustibles fossiles.

Un catalyseur qui imite la photosynthèse pour produire du méthane

Le méthane a récemment dépassé le charbon comme principale source de combustible pour la production d’électricité aux États-Unis. Lorsqu’il est brûlé, le méthane se décompose en CO2 et en eau, libérant ainsi de la chaleur qui sert à produire de l’électricité. La production de méthane à l’aide de la lumière du Soleil fait essentiellement tourner ce processus à l’envers, en commençant par le CO2 et l’eau et en ajoutant de l’électricité pour reforger les liaisons chimiques du méthane.
Cette conversion n’est cependant pas facile. Il faut ajouter huit électrons et quatre protons à une molécule de CO2 pour former une molécule de méthane. L’ajout de chaque électron et de chaque proton nécessite de l’énergie pour propulser chaque étape de la transformation. Mais les catalyseurs métalliques peuvent faciliter ces réactions. Les chercheurs ont donc jumelé du cuivre à d’autres métaux. Ils ont fait pousser des particules bimétalliques sur des champs de minuscules nanofils ressemblant à des cheveux, qui sont conçus pour agir comme des minicellules solaires; les cellules absorbent la lumière du Soleil et la convertissent en électricité qui alimente les électrons des catalyseurs pour les réactions.
Ce nouveau catalyseur, dont les résultats ont été publiés ce mois-ci dans PNAS, présente la plus haute combinaison d’efficacité et de rendement jamais obtenue dans la conversion du CO2 en méthane pour un catalyseur fonctionnant par la lumière. La modélisation informatique a révélé que les deux métaux de ce catalyseur travaillaient ensemble pour lier les molécules de CO2, les forçant à se courber de manière à faciliter leur réaction et l’absorption des électrons entrants. « Cela abaisse la barrière énergétique pour l’étape critique », explique un des chercheurs impliqué dans cette recherche.

Des composants bon marché et déjà utilisés dans l’industrie

Le dispositif final présente un autre avantage majeur. Contrairement à de nombreux autres absorbeurs de lumière et catalyseurs produisant du carburant, tous les composants de cette nouvelle approche sont bon marché, abondants et déjà utilisés dans l’industrie. Un chercheur note que les prochaines étapes consisteront probablement à améliorer à la fois l’efficacité et le taux de production de méthane, deux éléments qui seraient nécessaires pour rendre ce système pratique. Si cela se produit, cette nouvelle approche pourrait offrir à la société une façon d’utiliser la lumière pour fabriquer un carburant qui peut être utilisé longtemps après le coucher du Soleil.
Source : Science
Crédit photo : Pixabay

Une nouvelle approche convertit le CO2 en méthanemartinTechnologie
Les scientifiques cherchent depuis longtemps à imiter la photosynthèse, en exploitant l'énergie du Soleil pour produire des combustibles chimiques. Aujourd'hui, une équipe s'est rapprochée de ce but plus que jamais. Des chercheurs ont mis au point un nouveau catalyseur à base de cuivre et de fer qui utilise la...