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Une nouvelle molécule développée par des scientifiques de l’Ohio State University peut récupérer l’énergie de tout le spectre visible de la lumière, apportant jusqu’à 50 pour cent plus d’énergie solaire que les cellules solaires actuelles, et peut également catalyser cette énergie en hydrogène.

Une nouvelle molécule qui peut produire de l’hydrogène

L’hydrogène est considéré par de nombreux chercheurs, en particulier au Japon et en Corée, comme le carburant propre qui pourrait alimenter nos véhicules dans un avenir à faibles émissions de CO2. Une façon de produire de l’hydrogène est de le séparer de l’eau. Cela se fait généralement en divisant les molécules d’eau en hydrogène et en oxygène à l’aide d’électricité, mais un moyen potentiellement plus simple et plus efficace de le faire peut être le fractionnement photocatalytique de l’eau, qui utilise la lumière comme source d’énergie au lieu de l’électricité, supprimant ainsi la production d’électricité du processus.
Personne n’a encore réussi à commercialiser la production d’hydrogène photocatalytique, mais c’est un domaine de recherche en pleine expansion, et cette équipe prétend avoir découvert l’une des molécules photocatalytiques les plus efficaces à ce jour.
Cette molécule a montré une capacité unique à utiliser la lumière de tout le spectre visible. Là où la plupart des photocatalyseurs précédents se sont concentrés sur les longueurs d’onde ultraviolettes à haute énergie, celle-ci peut capter l’énergie des ultraviolets, tout au long du spectre visible et jusque dans le proche infrarouge, ce qui signifie qu’elle peut absorber jusqu’à 50% plus d’énergie que les cellules à l’énergie solaire actuelles.
De nombreuses précédentes tentatives, selon les chercheurs, ont également perdu de leur efficacité en raison de leur utilisation de deux molécules ou plus dans le catalyseur. L’énergie est perdue dans ces systèmes car ces molécules échangent des électrons – ce n’est pas un problème avec la solution à molécule unique de l’équipe de chercheurs.

Ce catalyseur est une forme du rhodium

Ce nouveau photocatalyseur est une forme de l’élément rhodium. Les chercheurs l’ont testée en laboratoire en projetant une lumière DEL sur une solution acide contenant cette molécule active et ont découvert que de l’hydrogène gazeux était libéré.
« Ce qui le fait fonctionner, c’est que ce système est capable de mettre cette molécule dans un état excité, où il absorbe le photon et est capable de stocker deux électrons pour produire de l’hydrogène », explique le professeur Claudia Turro. « Ce stockage de deux électrons dans une seule molécule dérivée de deux photons, et de les utiliser ensemble pour fabriquer de l’hydrogène, est sans précédent. »
Par contre, il reste des problèmes à résoudre avant que cela ne devienne un moyen commercialement viable de produire du carburant propre. Le principal est que le rhodium est rare et cher; Turro dit que l’équipe essaie de comprendre comment construire ce système à partir de matériaux moins chers et le faire durer plus longtemps. Mais cette recherche permet certainement de se rapprocher d’un système efficace qui pourra produire de l’hydrogène.
Cette recherche a été publiée dans Nature Chemistry.
Source : Ohio State University
Crédit photo : Pixabay