A l’aide d’un catalyseur créé par un chimiste du MIT (Massachusetts Institute of Technology), la lumière du soleil peut transformer l’eau en hydrogène par une réaction chimique. Si le processus peut fonctionner à grande échelle, l’énergie solaire deviendra une source majeure d’énergie.
“Je vais vous montrer quelque chose qui n’a encore jamais été montré à personne” a déclaré Daniel Nocera, un professeur de chimie au MIT, en Mai 2008 à l’occasion d’un auditorium rempli de scientifiques et de fonctionnaires de l’énergie du gouvernement américain. Ensuite, il a lancé une vidéo.
“Pouvez-vous voir ca ?” a-t-il demandé d’un ton excité, en pointant la montée de bulles issues d’une bande de matériau immergé dans l’eau. “L’oxygène est coulée au large de cette électrode.” Puis il a ajouté, quelque peu énigmatique, “C’est l’avenir. Nous avons la feuille.”.
Ce que Nocera a démontré, c’est une réaction qui produit de l’oxygène dans l’eau, tout comme beaucoup de plantes vertes le font lors de la photosynthèse ; une réalisation qui pourrait avoir de profondes implications dans le débat sur l’énergie.
Effectuée à l’aide d’un catalyseur qu’il a développé, la réaction est la première, et la plus difficile, étape de fractionnement de l’eau pour faire du gaz d’hydrogène. Et générer efficacement de l’hydrogène à partir de l’eau, estime Nocera, ce qui pourrait contribuer à surmonter l’un des principaux obstacles qui empêchent l’énergie solaire de devenir une source majeure d’électricité : il n’existe à l’heure actuelle pas de moyen efficace pour stocker l’énergie captée par des panneaux solaires afin qu’elle puisse être utilisé la nuit ou lors de jours nuageux.
L’énergie solaire a un potentiel unique pour générer de grandes quantités d’énergie propre et qui ne contribue pas au réchauffement de la planète. Mais sans moyen bon marché pour stocker cette énergie, l’énergie solaire ne peut pas remplacer les combustibles fossiles à grande échelle. Dans le scénario de Nocera, la lumière du soleil décompose l’eau pour produire le polyvalent et facile à stocker, carburant d’hydrogène. Qui pourrait ensuite être brûlé dans un générateur de combustion interne ou recombiné avec de l’oxygène dans une pile à combustible.
Encore plus ambitieux, la réaction pourrait être utilisée pour séparer l’eau de mer ; dans ce cas, l’exécution de l’hydrogène par une pile à combustible permettrait d’obtenir de l’eau douce ainsi que de l’électricité.
Stocker l’énergie du soleil en imitant la photosynthèse est un procédé que les scientifiques ont essayé de réaliser depuis le début des années 1970. En particulier, ils ont essayé de reproduire la façon avec laquelle les plantes vertes décompose l’eau. Les chimistes, bien sûr, peuvent d’ores et déjà divisé l’eau. Mais le processus exige des températures élevées, des solutions alcalines dure, ou rares et coûteuses, tels que des catalyseurs en platine.
« Tous les vieux arguments passent à la fenêtre »
Ce que Nocera a mis au point est un moyen peu coûteux de produire de l’oxygène, un catalyseur qui produit de l’oxygène avec de l’eau à température ambiante et caustique (sans produits chimiques). Les mêmes conditions bénignes trouvés dans les plantes. Plusieurs autres catalyseurs prometteurs, y compris d’autres qui sont développés par Nocera, pourraient être utilisées pour compléter le processus et produire du gaz d’hydrogène.
Nocera voit deux solution pour tirer profit de sa percée. Dans la première, un panneau solaire classique capture la lumière du soleil pour produire de l’électricité, à son tour l’électricité devrait pouvoir alimenter un électrolyseur, qui utiliserait son catalyseurs pour décomposer l’eau. La deuxième approche serait d’employer un système qui imite au plus près la structure d’une feuille. Les catalyseurs seraient déployés côte à côte avec des molécules de colorant conçue pour absorber la lumière solaire. L’énergie capturée par les colorants pousserait la réaction de factionnement de l’eau. Quoi qu’il en soit, l’énergie solaire serait converti en combustible à hydrogène qui pourrait être facilement stocké et utilisé pendant la nuit, ou chaque fois que c’est nécessaire.
Nocera clame audacieusement l’importance de son avancé, ce que les chimistes académiques sont généralement réticents à faire face à leurs pairs. En effet, un certain nombre d’experts se sont interrogés sur la façon dont son système peut être développé à grande échelle et comment il le sera économiquement ensuite. Mais Nocera ne montre aucun signe de recul. “Avec cette découverte, je change totalement le dialogue [...] Tous les vieux arguments passent à la fenêtre”, a-t-il dit à l’audience en Mai.
Traduction de : Technology Review
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