14/09/2011 - Une équipe de scientifiques obtient de l'énergie à partir de l'eau, du fer et du soleil

Menéame

Ce métal accélère la réaction en cassant les molécules d’eau et en séparant ainsi l’oxygène de l’hydrogène utilisé comme combustible.

Une équipe de scientifiques de l’Université de Gérone (UdG) a obtenu de l’énergie à partir de l’eau, du fer et de la lumière du soleil. Grâce au fer et à la lumière du soleil, les chercheurs ont réussi à briser des molécules d’eau et à séparer l’oxygène de l’hydrogène, qui est utilisé comme combustible.

L’enquête a montré que le fer - un métal abondant, bon marché et non toxique - agit comme catalyseur (c’est-à-dire une substance qui accélère la réaction chimique mais qui n’est pas consommée au cours du processus).

L’équipe de chimistes de l’U.G. qui a fait la découverte est dirigée par les docteurs Julio Lloret et Miquel Costas. Sa découverte sera publiée dans l’édition papier de la revue Nature.

Générer l’énergie en émulant la photosynthèse

Remplacer le pétrole par des sources d’énergie renouvelables qui ne émettent pas de CO2 est un objectif de réduction des changements climatiques. La source d’énergie la plus abondante et la plus propre, et donc la plus pratique, est la lumière du soleil. C’est pourquoi l’un des rêves de la science moderne est de pouvoir imiter les plantes, qui transforment la lumière solaire en énergie chimique par la photosynthèse.

À cette fin, l’une des branches les plus actives de la recherche chimique se concentre sur la recherche de catalyseurs métalliques non toxiques utilisant la lumière du soleil pour convertir l’eau en énergie.

L’utilisation de l’eau dans le cadre de ce processus a une raison d’être: c’est une ressource abondante et économique. Et c’est que l’hydrogène, sur notre planète, n’est pas isolé, mais qu’il forme toujours des molécules en fusionnant avec d’autres éléments chimiques.

En outre, contrairement aux combustibles fossiles (comme le pétrole ou le gaz naturel), l’eau ne pollue pas et est durable. Cela s’explique par le fait que, lorsque l’hydrogène est envoyé dans l’atmosphère après sa consommation, il se joint à l’oxygène et crée de l’eau. Une eau qui, en même temps, servira à réisoler l’hydrogène et à l’utiliser comme combustible. Donc, le cycle se ferme.

Pour obtenir de l’hydrogène, la réaction implique de briser la molécule d’eau pour séparer l’hydrogène de l’oxygène. Une partie de ce processus - la formation de l’oxygène - est vraiment difficile et représente le problème clé de cette technologie.

Pour y parvenir, il faut un catalyseur. Aujourd'hui, cependant, les seuls catalyseurs efficaces sont basés sur des métaux lourds très toxiques et coûteux, comme l’Iridium ou le Rutenio. Elles ne sont donc pas adaptées à une utilisation à grande échelle.

Le fer, un catalyseur extraordinaire

Aujourd'hui, cependant, une équipe de scientifiques de l’UDG ont prouvé que le fer est également approprié pour obtenir de l’énergie. Le groupe Chimie Bio-inorganique et Supramoléculaire (QBIS) du département de Chimie de l’université a réussi à générer de l’oxygène - et de l’hydrogène - à partir de l’eau par l’utilisation de ce métal (qui est abondant, bon marché et non toxique).

Par conséquent, le travail ouvre une voie particulièrement attrayante pour développer de nouvelles technologies pour faire la photosynthèse de manière artificielle, un des objectifs dans le domaine des énergies durables. Actuellement, les chercheurs de l’UDG étudient comment aligner cette chimie sur des systèmes qui peuvent capturer la lumière du soleil.

Le groupe de scientifiques qui a promu cette recherche search se compose des docteurs Julio Lloret, Miquel Costas et Laura Gómez et des étudiants en doctorat Zoel Codolà et Isaac García-Bosch. Cette équipe de chimistes a bénéficié de la collaboration de l’ingénieur Juan José Pla.

L’article sur ce travail, "Efficient water oxidation, catalysts based on readily available iron coordination complexes" a déjà été publié à la version en ligne de la revue Nature Chemistry. La publication fait partie du prestigieux groupe Nature, et elle apparaîtra dans le prochain numéro sur papier du magazine.

Photographie: L’avant-garde

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