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Un catalyseur efficace pour la maîtrise de la photosynthèse artificielle

Une équipe internationale emmenée par un chercheur de l'Institut Català d'Investigacio Quimica (ICIQ) a réussi à produire une enzyme permettant une oxydation rapide de l'eau. Cette découverte est une avancée capitale pour la mise en place de solutions énergétiques basées sur l'hydrogène.

La grande majorité de l'énergie disponible sur Terre provient du processus fondamental de la photosynthèse. Le monde du vivant en dépend presque entièrement et les énergies fossiles - gaz et pétrole - sont issues de la transformation de matière organique. Une solution pour résoudre les besoins énergétiques de la planète serait donc de maîtriser le phénomène de la photosynthèse et plusieurs voies de recherche sont actuellement menées dans ce sens.

L'étape première de la photosynthèse est la décomposition de la molécule d'eau en oxygène et ions hydrogène. Pour réaliser ce processus très coûteux en énergie, les plantes font appel à l'énergie lumineuse et à un catalyseur naturel dont le rôle est de favoriser et accélérer la réaction chimique. Cette réaction était la plus difficile à reproduire artificiellement. Jusqu'à maintenant.

Les travaux de recherche dans le domaine ont pour priorité de reproduire artificiellement cette réaction chimique avec un rendement au moins aussi bon que celui obtenu naturellement. Il fallait pour cela produire un catalyseur artificiel aussi efficace que le composé de manganèse et de calcium (Mn4CaO5) utilisé par les plantes. L'avantage des chercheurs sur la nature est leur possibilité d'utiliser une palette plus large d'éléments pour cette tâche.

L'équipe internationale de Antoni Llobet a produit un composé de ruthenium qui permet d'obtenir un rendement pour la réaction d'oxydation de l'eau du même niveau que celui observé dans la nature. La force d'action de ce catalyseur est 60 fois supérieure à celle des catalyseurs artificiels produits jusqu'à présent.

Cette découverte est capitale dans le développement de la filière énergétique basée sur l'hydrogène. Cette filière est basée sur un cycle commençant par la production d'hydrogène à partir de l'énergie solaire, processus similaire à la première étape de la photosynthèse. L'hydrogène est ensuite utilisé pour alimenter en énergie différents processus pour produire par exemple de l'électricité au travers de piles à combustible. Dans ces processus, le "déchet" produit est à nouveau de l'eau qui peut être réutilisée dans le premier processus. Ce cycle propre permet ainsi de stocker sous la forme chimique de molécules de dihydrogène l'énergie lumineuse sans produire de déchets.

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