Ils parviennent à créer un carburant synthétique à partir de l'énergie solaire avec "une feuille artificielle" qui imite la photosynthèse
Publié par L'équipe dans Actualités le 22/05/2023 à 17:53
Une équipe de chercheurs de l'Université de Cambridge (Royaume-Uni) a développé une technologie qui imite le processus de photosynthèse pour convertir le CO₂, l'eau et la lumière du soleil en carburants synthétiques multi-carbones. (éthanol et propanol) en une seule étape.
Ces nouveaux carburants liquides, encore en phase expérimentale, ont une haute densité énergétique et peuvent être facilement stockés ou transportés. De plus, ils sont conçus pour être utilisés directement dans n'importe quel véhicule à combustion ou dans les stations-service sans nécessiter d'adaptations. Cela a ses avantages, mais aussi ses inconvénients.
"Feuilles artificielles" et énergie solaire pour créer des carburants de synthèse
Selon la publication scientifique Nature Energy, l'équipe du département de chimie de Yusuf Hamied travaille depuis plusieurs années au développement de carburants synthétiques à zéro émission à partir de dioxyde de carbone et d'eau à l'aide de la lumière du soleil.
Pour ce faire, ils utilisent des appareils qu'ils appellent "feuilles artificielles" et suivent un processus qui, d'une certaine manière, imite la photosynthèse des plantes.
Jusqu'à présent, les chercheurs n'ont pu fabriquer que des substances chimiques simples avec cette méthode, comme le syntegas ou syngas : un carburant gazeux obtenu à partir du mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone, qui sert à fabriquer des carburants, des produits pharmaceutiques, des plastiques et des engrais, entre autres.
Maintenant, en utilisant un catalyseur à base de cuivre-palladium, l'équipe a pu fabriquer des produits chimiques plus complexes tels que l'éthanol (alcool éthylique ou C₂H₆O) et le propanol (alcool propylique ou C₃H₈O), en une seule étape. C'est-à-dire sans qu'il soit nécessaire de produire au préalable du gaz de synthèse.
Selon les chercheurs, les deux alcools sont des carburants renouvelables à haute densité énergétique qui "peuvent être facilement transportés et stockés, en plus d'être directement utilisés dans les moteurs à combustion et les infrastructures de service".
C'est-à-dire qu'ils font partie des substituts aux énergies fossiles plus connus sous le nom de carburants de substitution, dont le développement est actuellement en plein essor.
Bien que pour l'instant cette technologie n'ait été réalisée qu'à l'échelle du laboratoire, les chercheurs auraient pu faire un grand pas dans le développement des carburants de synthèse qui se veulent la bouée de sauvetage des moteurs à combustion.
Et c'est que ces dernières années, d'autres scientifiques ont pu produire des substances chimiques similaires en utilisant de l'énergie électrique, mais c'est la première fois que des substances chimiques aussi complexes sont produites avec une "feuille artificielle" en utilisant uniquement l'énergie solaire.
Contrairement aux combustibles fossiles, les combustibles «solaires» tels que ceux-ci ne produisent aucune émission nette de carbone et sont entièrement renouvelables.
De plus, contrairement à ce qui se passe avec la plupart du bioéthanol, pour les produire, "les terres agricoles qui pourraient servir à faire pousser de la nourriture ne sont pas occupées", comme le souligne l'un des directeurs de la recherche, Erwin Reisner. En ce sens, la recherche souligne que "le bioéthanol est une alternative plus propre à l'essence, puisqu'il est fabriqué à partir de plantes et non à partir de combustibles fossiles".
Actuellement, la plupart des voitures et des camions sur les routes roulent avec de l'essence contenant jusqu'à 10 % d'éthanol, c'est-à-dire du carburant E10. Les États-Unis sont le plus grand producteur mondial de bioéthanol et, selon Nature, "près de 45 % de tout le maïs cultivé dans le pays est utilisé pour la production d'éthanol".
Pour le moment, la technologie des chercheurs de Cambridge n'est qu'une preuve de concept et montre une efficacité modeste, mais les chercheurs travaillent déjà à l'optimisation du catalyseur afin qu'il puisse convertir plus de lumière solaire en carburant et en d'autres solutions permettant à sa "feuille artificielle" d'être évolutif et capable de produire de gros volumes de carburant.
"Il y a encore du travail à faire", reconnaît Reisner. "Il est important de montrer que nous pouvons aller au-delà des molécules les plus simples et faire des choses qui sont directement utiles alors que nous nous éloignons des combustibles fossiles", dit-il.
Trouver la technologie permettant de produire à grande échelle ce type de carburant de synthèse éliminerait l'un des principaux inconvénients de l'« essence verte » jusqu'à présent : sa production, en plus de ne pas être totalement efficace, n'est pas bon marché.
Selon les calculs de l'International Council on Clean Transportation (ICCT) en 2030 le coût de fabrication du e-fuel serait encore d' environ 3 euros le litre , bien que par exemple Porsche, l'un des pionniers dans le développement de ces "carburants verts" il abaisse ces estimations à 2 euros tant que la production à l'échelle industrielle est atteinte.
Selon Bosch, le carburant lui-même (hors taxes) pourrait coûter entre 1,00 € et 1,40 € le litre à long terme. Transport & Environnement est également optimiste, qui, abstraction faite des coûts de production, prévoit que d'ici 2030 on pourra faire le plein de carburant de synthèse à un prix moyen de 2,80 euros/litre (environ 50 % plus cher que l'essence).
