Une équipe de recherche de l’Université de Bâle a mis au point une nouvelle molécule qui s’inspire de la photosynthèse des plantes : sous l’influence de la lumière, elle accumule simultanément deux charges positives et deux charges négatives. L’objectif est de transformer la lumière du soleil en carburants neutres en CO2. Les plantes utilisent l’énergie de la lumière du soleil pour transformer le CO2 en molécules de sucre riches en énergie. Ce processus, appelé photosynthèse, est à la base de pratiquement toute vie : les animaux et les hommes peuvent ’brûler’ les hydrates de carbone ainsi produits et utiliser l’énergie qui y est stockée. Ce faisant, ils produisent à nouveau du dioxyde de carbone, et la boucle est bouclée.
Ce modèle pourrait également être la clé des carburants écologiques ; des chercheurs travaillent à l’imitation de la photosynthèse naturelle et à la production de composés riches en énergie à l’aide de la lumière du soleil : des carburants solaires comme l’hydrogène, le méthanol ou l’essence synthétique. Lorsqu’ils sont brûlés, ils ne produisent que la quantité de dioxyde de carbone nécessaire à leur production. Ils seraient donc neutres en termes de CO2. Oliver Wenger et son doctorant Mathis Brändlin font état dans la revue spécialisée ’Nature Chemistry’ d’une étape intermédiaire importante vers cette vision d’une photosynthèse artificielle : ils ont développé une molécule particulière qui peut stocker simultanément quatre charges – deux positives et deux négatives – sous l’effet de la lumière.
Le stockage temporaire de plusieurs charges est une condition importante pour transformer la lumière du soleil en énergie chimique : Les charges peuvent être utilisées pour déclencher des réactions – par exemple pour décomposer l’eau en hydrogène et en oxygène. La molécule est composée de cinq parties qui sont reliées en série et qui remplissent chacune une fonction précise. D’un côté de la molécule se trouvent deux parties qui donnent des électrons et sont ainsi chargées positivement. Deux autres, de l’autre côté, reçoivent des électrons et deviennent ainsi chargées négativement. Au milieu, les chimistes ont placé un élément qui capte la lumière du soleil et démarre la réaction (le transfert d’électrons).
Pour créer les quatre charges, les chercheurs ont procédé par étapes avec deux éclairs de lumière. Le premier flash lumineux frappe la molécule et déclenche une réaction qui produit une charge positive et une charge négative. Ces charges se déplacent respectivement vers l’extérieur, aux extrémités opposées de la molécule. Lors du deuxième flash lumineux, la même réaction se produit à nouveau, de sorte que la molécule contient maintenant deux charges positives et deux charges négatives. Cette excitation progressive permet d’utiliser une lumière nettement plus faible. « Nous nous rapprochons ainsi de l’intensité de la lumière solaire », explique Brändlin. Dans les travaux de recherche précédents, une lumière laser extrêmement puissante était nécessaire, ce qui était loin de la vision d’une photosynthèse artificielle. De plus, les charges dans la molécule restent stables suffisamment longtemps pour être utilisées dans d’autres réactions chimiques.
My Science : https://www.myscience.ch/fr/news/2025/molekuel_fuer_wichtigen_schritt_hin_zu_kuenstlicher_fotosynthese-2025-unibas
