La photosynthèse artificielle future source d'énergie 100% verte ?

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Le 02 octobre 2018
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Production d'hydrogène photocatalytique à partir de points quantique

Des chercheurs ont mis au point une nouvelle structure composée de nanoparticules capable de produire de l'énergie. La particularité de ce système ? Pour créer de l'énergie, il n'a besoin que d'eau et de lumière !

Ces boites quantiques produisent de l'hydrogène

On doit cette découverte à une équipe de scientifique de l'Université de Zurich dont l'objectif est de chercher une solution pour produire de l'énergie de la façon la plus écologique qui soit. Ils ont réussi à mettre au point une nanostructure composée de boites quantiques auxquelles ils ont intégré en surface du sulfure de zinc.

Ces boites quantiques sont créées à partir d'indium et de semi-conducteurs qui ne mesurent que quelques nanomètres. Constituées d'un noyau de phosphure d'indium entouré d'une très fine couche de sulfure de zinc, elles se comportent de façon similaire à des atomes ou des molécules, dont la taille, le nombre et la forme peut être influencée de manière sélective. Cette caractéristique ouvre des possibilités pour de nombreuses applications puisque leurs propriétés optiques et électriques peuvent être modifiées. Ainsi, des boites quantiques, que l'on retrouve plus généralement sous l'appellation de quantum dots, sont déjà utilisées pour la technologie d'affichage LEDs, dans l'informatique (qubits), mais aussi pour des applications dans le domaine biomédical.

C'est la première fois qu'un tel dispositif, issu de matériaux écologiques, est mis au point pour effectuer une photosynthèse artificielle. Les recherches précédentes ont été menées à partir de boite quantique contenant du cadmium, un matériau extrêmement polluant. Greta Patzke, professeur de chimie à l'Université de Zurich, explique : "Comparés aux points quantiques contenant du cadmium, les nouveaux composés sont non seulement écologiques, mais également très efficaces pour la production catalytique d'hydrogène à partir de lumière et d'eau".

Un procédé respectueux de l'environnement

Ce procédé qui utilise la lumière et l'eau pour produire de l'hydrogène pourrait bien être une future source d'énergie propre, puisque complètement décarboné. Rappelons que l'hydrogène peut ensuite être transformé en combustible tel que le méthane, il peut aussi servir à produire de l'électricité.

Les nanomatériaux sans cadmium récemment développés peuvent constituer une base plus respectueuse de l'environnement pour diverses applications techniques à grande échelle. « Les points quantiques à base d'indium solubles dans l'eau sont respectueux de l'environnement et peuvent aussi être testés à l'avenir pour convertir la biomasse, telle que la cellulose, en hydrogène. », ajoute Greta Patzke.

Les chercheurs vont cependant continuer à se concentrer sur le développement de catalyseurs pour la photosynthèse artificielle dans le cadre du programme de recherche de l'université "LightChEC". L'objectif de ce programme de recherche interdisciplinaire est de stocker l'énergie provenant de la lumière solaire directement sous forme d'hydrogène ou d'énergie chimique.
Modifié le 02/10/2018 à 15h09

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