23/05/2012 - Légumineuses à base de feuilles artificielles

Menéame

Une équipe de l’Université Jaume I a créé une "feuille artificielle," un dispositif à semi-conducteurs qui produit de l’hydrogène avec du soleil.

La technologie est inspirée par la photosynthèse des plantes.

Des chercheurs du Groupe des dispositifs photovoltaïques et optoélectroniques de l’Université Jaume I, dirigé par le professeur Juan Bisquert, ont mis au point - en utilisant des nanotechnologies - un dispositif avec matériaux semi-conducteurs que dans moyen anhydre génère de l’hydrogène de façon autonome. La lumière du soleil est uniquement utilisée à cette fin.

Photosynthèse artificielle

Cette technologie, appelée "photosynthèse artificielle," est inspirée de la photosynthèse produite dans la nature (processus dans lequel les plantes utilisent l’énergie solaire pour transformer la matière organique en composés organiques, libérant l’énergie chimique stockée dans les liens de la molécule d’adénosine triphosphate-ATP, et obtenant des composés énergétiques tels que sucres et glucides).

L’hydrogène est un élément très abondant à la surface de la terre, mais dans sa forme combinée à l’oxygène: l’eau (H2O). La molécule d’hydrogène (H2) contient beaucoup d’énergie qui peut être libérée quand elle est brûlée en raison de la réaction avec l’oxygène atmosphérique, donnant comme seul résidu du processus de combustion de l’eau. Pour convertir l’eau en combustible (H2) il faut casser la molécule H2O en séparant ses composants, et pour que le processus se déroule de manière renouvelable (sans utiliser de réserves fossiles du sous-sol), il faut utiliser un dispositif utilisant l’énergie solaire et, sans aucune autre aide, faire les réactions chimiques de briser l’eau et de former de l’hydrogène, de la même manière que les feuilles des plantes. C’est pourquoi ces dispositifs sont appelés feuille artificielle.

" Bien que la performance énergétique du dispositif ne soit pas, à l’heure actuelle, suffisante pour penser à sa commercialisation, nous explorons différentes voies pour améliorer son efficacité et démontrer que cette technologie constitue une alternative réelle pour répondre à la demande énergétique du XXIe siècle," explique Sixto Giménez, l’un des chercheurs responsables du travail.

Bubbles à gaz hydrogène

Le dispositif est immergé dans la solution aqueuse et lorsqu'il est éclairé par une source lumineuse, il génère des bulles de gaz d’hydrogène. Dans un premier temps, le groupe de recherche a utilisé une dissolution avec un agent oxydant et étudie l’évolution de l’hydrogène produit par les photons. "Maintenant, le défi le plus important - commente Ivan Mora, membre de l’équipe qui a développé le dispositif - est de comprendre les processus physico-chimiques qui se produisent dans le matériau semi-fini et dans son interface avec le milieu aqueuse pour rationaliser le processus d’optimisation du dispositif."

Le développement de la feuille artificielle est un grand défi scientifique en raison de la difficulté qu’il y a à sélectionner les matériaux qui interviendront dans le processus, de manière à ce qu’ils fonctionnent de façon continue et sans se décomposer. Actuellement, le Groupe des dispositifs photovoltaïques et optoélectroniques de l’Université Jaume I est l’un des rares groupes de recherche au niveau mondial qui ont démontré la viabilité d’un tel dispositif, avec les laboratoires américains du MIT à Boston ou NREL à Denver (États-Unis).

Le directeur du groupe de recherche Juan Bisquert commente que "par rapport à d’autres dispositifs, celui développé par l’UJI présente l’avantage de son faible coût de production et d’une plus grande collecte des photons incidents de la lumière, utilisé pour la production d’hydrogène photons même du spectre infrarouge."

La production d’hydrogène efficace au moyen de matériaux semi-conducteurs et de la lumière du soleil constitue un défi crucial - selon ses promoteurs - pour faire passer le modèle énergétique à une technologie de conversion durable, basée sur des ressources inépuisables et respectueuses de l’environnement. D’autres membres de groupes de recherche tels que Eva Maria Barae, Francisco Fabregat, Roberto Trevisan, Maria Victoria González, Pau Rodenas, Pablo P. Boix et Laura Badía.

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