Un
défi énergétique
12L
et 30m² de panneau pourrait fournir une famille de quatre Américains
pour 1 journée.
Par
temps ensoleillé, il suffirait de simplement 4L pour fournir ce
foyer. Ce serait donc une réponse énergétique suffisante pour les
pays en voie de développement.
C’est
l’hydrogène qui peut être utilisé pour faire fonctionner une
pile à combustible, et donc produire de l’électricité. Aujourd’hui,
produire 1 kg d’hydrogène à partir d’une feuille artificielle
coûte entre 5 et 6 €. Mais produire la même quantité d’hydrogène
à partir de méthane revient seulement à 2 €.De même, la
quantité d’électricité produite par rapport à la quantité
d’énergie solaire reçue n’atteint que 2,5 % pour la
feuille artificielle contre 15 à 20% pour un panneau
photovoltaïque.On comprend alors que, pour l’instant, la feuille
artificielle n’est pas très compétitive. Mais Daniel Nocera reste
optimiste.Il
essaye de rendre son invention moins coûteuse en cherchant un
système qui permettrait de produire de l’hydrogène à 2,5 € le
kilo.
Réponse
énergétique proche de la photosynthèse artificielle
Un
carburant avec réduction considérable de CO2 pourrait être créé,
mais très peu d'avancée sur ce terrain, à part dans un domaine
alternatif de la photosynthèse.
En
effet, un travail sur les micro-algues est aussi mené sur ce
terrain, et c'est Frédéric
CHAUX, Thésard au CEA de Cadarache
qui
nous a parlé de l'avancée dans ce domaine. Il chercherait à photo-oxyder l’algue : convertir en gras et en sucre, non en
dihydrogène. Il y a encore quelque frein cependant, comme trouver
les matériaux nécessaires pour ne pas tuer l'algue. Un ensemble
d'enzymes capte la lumière et capture les électrons contenus dans
l'eau, transfère ces électrons dans plusieurs photosystèmes, puis
les fixe sur le carbone grâce à une protéine nommée Rubisco, qui
permet également de capturer le CO2, et créer de l'amidon.
On
extrairait alors le sucre de l'amidon, qu'on fairait fermenter par
des levures pour créer un bioethanol.
Cela
pourrait être une vraie révolution en terme de carburant, pouvant
même éviter à terme, le rejet de CO2 et le gaspillage de
nourriture.
La
Silk Leaf est une autre espèce de feuilles artificielles, elle est
entourée de protéines extraites de soie végétales mais ne permet
que de créer de l’oxygène grâce a la lumière ambiante. Même si
cela ne permettrait pas de fournir de l’énergie, cela pourrait
cependant aider à ré-oxygéner une pièce en servant par exemple
d'abat-jour.
Des
ingénieurs de l'université de Cincinnati se sont aussi inspirés du
nid d'écume produit par une grenouille tropicale pour reproduire la
photosynthèse. Les chercheurs se sont aperçus que l'écume était
composée de glucose grâce à sa perméabilité à l'air et au
soleil. Ils se sont inspirés de ce processus en récupérant
notamment la protéine responsable de la formation de cette écume,
la Ranaspumin-2. Le rendement obtenu par cette photosynthèse
artificielle est excellent ( près de 96%) car toute l'énergie est
convertie en glucose alors que dans la photosynthèse naturelle des
végétaux une partie de celle-ci est utilisée à la vie de la
matière.
Un
futur spatial ?
Enfin,
la photosynthèse artificielle pourrait aussi servir à voyager dans l'espace, car elle utilise peu de place, et fournit une énergie impressionnante ainsi que de l'oxygène, dont l'absence est ajourd'hui être
un problème pour les spationautes effectuant des voyages longs.