Menéame

Depuis des décennies, on travaille sur des systèmes de photosynthèse artificielle qui à partir de la lumière du soleil et de l’eau produisant de l’hydrogène. Ce gaz peut également être stocké pour produire de l’électricité avec une pile de combustible ou brûlé pour produire de la chaleur. Le résidu de tout cela est sans danger. vapeur d’eau. Il peut même être utilisé pour la fabrication d’ammoniac, qui est la base de nombreux produits chimiques, y compris les engrais.

En général, ces systèmes consistent en une sorte de catalyseur qui, à côté d’un chromophore, qui prend l’énergie de la lumière, effectue la désassociation de la molécule d’eau. En particulier, le catalyseur est chargé combiner protons avec électrons pour produire de l’hydrogène. Le problème est que, malheureusement, les catalyseurs en général sont faits de métaux très chers comme le platine, le rhodium ou le palladium. Réaliser cette photosynthèse artificielle avec des catalyseurs beaucoup moins chers est l’un des saints graires de la chimie moderne. Cette question des catalyseurs peut nous faire réfléchir sur la façon dont le monde actuel serait si l’écorce terrestre était plus riche en ces éléments.

Dans le passé, on avait obtenu que certains catalyseurs économiques peuvent réaliser ce type de photosynthèse avec des performances acceptables, mais elles ont cessé de fonctionner rapidement, généralement à quelques heures.

Les chercheurs de la Université de Rochester ont réussi à développer un nouveau catalyseur bon marché basé sur le nitrate de nickel. Le prix du nickel est d’environ 18 dollars le kilo contre 50 000 dollars le platine.

Le système est ajouté nanoverres de séléniure de cadmium. Les nanoverres de séléniure de cadmium sont des points quantiques qui agissent de chromophores dans le système, c’est-à-dire le matériau qui absorbe la lumière. Les colorants organiques sont généralement utilisés pour cette fonction, tout comme ceux utilisés dans la photosynthèse naturelle, car ils absorbent bien la lumière. Mais la lumière du soleil dégrade rapidement ces molécules, limitant ainsi la durabilité du système. Aux points quantiques de séléniure de cadmium, qui sont inorganiques et chimiquement stables, cela ne leur arrive pas.

La colle de l’utilisation de ceux-ci et d’autres nanoverres est que se dissolvent mal dans l’eau et ces chercheurs ont dû mettre au point un système pour éviter ce problème.

L’efficacité du nouveau système est très élevée, hAvoir 36% en production d’hydrogène à partir d’eau ou 66% en cas d’utilisation d’un mélange de méthanol et d’eau. En outre, ce catalyseur a une très bonne durée, car il semble continuer à jouer son rôle au cours des deux dernières semaines, ce qui a été la limite à laquelle les chercheurs ont été patients (selon eux).

La colle du système est que la dissolution est ajoutée de l’acide achorbique (A C) qui agit comme donneur d’électrons et qui est dépensé dans le processus, il doit être remplacé périodiquement. Un autre problème est l’utilisation du cadmium, qui est un métal lourd très polluant.

Ces scientifiques s’efforcent maintenant de trouver un moyen d’éviter l’utilisation de la vitamine C, de sorte qu’il ne faut pas dépenser de matériaux dans le processus.

Source d’origine:Ted Pawlicki, University of Rochester.

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