Observer attentivement la nature pourrait conduire à produire de l’hydrogène moins cher

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La capacité de produire proprement de l’hydrogène en séparant des molécules d’eau est une technologie clé pour la transition énergétique, et donc un domaine important pour la recherche scientifique.

La plupart des processus en cours de commercialisation utilisent de l’électricité renouvelable pour alimenter un électrolyseur. D’autres, cependant, s’inspirent de la nature et cherchent à imiter les mécanismes de photosynthèse observé chez les plantes pour contourner l’étape de production d’électricité et créer de l’hydrogène directement à partir de la lumière du soleil et de l’eau.

Des scientifiques de l’Université nationale d’Australie (ANU) et de l’Institut Max Planck pour la conversion de l’énergie chimique en Allemagne ont déclaré avoir identifié un processus de photosynthèse permettant aux plantes de libérer l’eau. Leur recherche, publiée dans Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (Actes de l’Académie nationale des sciences des États-Unis d’Amérique), décrit l’utilisation d’une technique appelée spectroscopie de résonance paramagnétique électronique pour créer des images 3D de la zone où se produit la réaction. Les scientifiques ont découvert qu’en laissant un espace aux enzymes pour « respirer », cela pouvait améliorer l’efficacité du processus en empêchant que l’eau ne s’insère trop tôt dans le cycle de réaction.

Concertina, comme un accordéon

« Au milieu de son cycle de réaction, l’enzyme développe la capacité de s’étirer comme un concertina, ce qui permet une absorption ordonnée de l’eau pour commencer le processus de division », a déclaré Maria Chrysina, une chercheuse de l’Institut Max Planck. « Copier ce processus issu de la nature conduirait à des technologies nouvelles et améliorées de stockage d’énergie renouvelable. »

Selon les chercheurs, sans ce processus de régulation de l’absorption d’eau, des molécules d’oxygène plus réactives pourraient finir par être libérées, ce qui entraverait le processus de scission. L’ANU est en train d’installer sur son campus de Canberra une nouvelle installation de spectroscopie de résonance paramagnétique électronique qui permettra, selon elle, de nouvelles avancées dans divers domaines scientifiques.

Plus tôt cette année, des scientifiques de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne en Suisse ont annoncé planifier la commercialisation d’une autre technique de production de carburants solaires, basée sur la concentration de la lumière solaire sur une petite cellule en matériaux III-V — nommés ainsi en référence à leur localisation dans le tableau périodique des éléments.