Une feuille artificielle transforme le CO2 en carburant et en produits chimiques précieux

Inspirés par la photosynthèse des plantes, des chercheurs de l'Université de Cambridge et de l'Université de Californie à Berkeley ont développé une feuille artificielle qui utilise la lumière du soleil pour convertir le CO₂ en hydrocarbures, offrant une alternative durable aux combustibles fossiles.

Mô hình lá nhân tạo. (Nguồn: Đại học Cambridge)

Modèle de feuille artificielle. (Source : Université de Cambridge)

En conséquence, de minuscules nanofleurs de cuivre (une nouvelle classe de nanoparticules avec une structure semblable à une fleur) sont attachées à une feuille artificielle pour produire du carburant propre et des produits chimiques de grande valeur.

Contrairement à la plupart des catalyseurs qui ne peuvent convertir le CO₂ qu'en molécules de carbone simples, le dispositif intègre une feuille absorbant la lumière en pérovskite (un matériau utilisé pour fabriquer des cellules solaires hautes performances), avec un catalyseur à nanofleurs de cuivre qui convertit le dioxyde de carbone en hydrocarbures plus complexes avec deux atomes de carbone, généralement l'éthane et l'éthylène — matières premières pour les carburants liquides, les produits chimiques et les plastiques.

Selon des rapports publiés dans la revue Nature Catalysis, pratiquement tous les hydrocarbures actuels proviennent de combustibles fossiles.

La recherche offre une alternative plus propre à ce type de carburant car les méthodes développées par l’équipe de Cambridge-Berkeley créent des produits chimiques et des carburants à base de CO₂, d’eau et de glycérol, un composé organique courant, sans aucune émission de carbone supplémentaire.

De plus, pour obtenir une efficacité supérieure et surmonter les limitations énergétiques du processus de séparation de l'eau, l'équipe a ajouté des électrodes en nanofils de silicium qui ont produit des hydrocarbures 200 fois mieux que les systèmes précédents de séparation de l'eau et du CO₂. Cette recherche améliore non seulement l’efficacité de l’élimination du CO₂, mais produit également des produits chimiques de grande valeur tels que le glycérate, le lactate et le formiate, qui sont appliqués dans les produits pharmaceutiques, les cosmétiques et la chimie de synthèse.

Selon les auteurs, l’application de leurs recherches à des réactions organiques plus complexes ouvrira la porte à l’innovation dans la production chimique durable. Grâce à des améliorations continues, la recherche peut accélérer la transition vers une économie circulaire et neutre en carbone.

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