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Une étape majeure vers la production d'hydrogène à partir d'énergie solaire

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Une étape majeure vers la production d'hydrogène à partir d'énergie solaire

Jeudi, 04/09/2008 - 22:00 0 commentaire
Une étape majeure vers la production d'hydrogène à partir d'énergie solaire zoom

En s'inspirant de la photosynthèse, des chercheurs américains du MIT, dirigé par Daniel Nocera, ont franchi une étape décisive vers la production d'hydrogène à partir d'énergie solaire. On sait depuis longtemps la réaliser en apportant de l'énergie sous forme électrique. C'est l'électrolyse. En plongeant deux électrodes dans l'eau et en appliquant une tension suffisante, on obtient un dégagement d'oxygène à l'anode et d'hydrogène à la cathode. Mais l'idée d'effectuer la réaction sans autre apport d'énergie que celle du soleil hante les laboratoires depuis longtemps. L'hydrogène, que l'on commence à savoir enfermer dans des réservoirs, est bien plus commode à stocker que l'électricité. On peut ensuite récupérer l'énergie ainsi mise en réserve, par exemple dans une pile à combustible où s'effectue la réaction inverse, produisant de l'eau et du courant électrique. L'hydrogène peut aussi être utilisée par d'autres moyens. L'énergie solaire pourrait alors être utilisée de manière plus souple qu'en produisant de l'électricité au gré de l'ensoleillement.

Mais il reste encore un long chemin à parcourir pour égaler l'efficacité des plantes vertes. L'électrolyse réclame énormément d'énergie alors que la photosynthèse se contente de peu. Si l'on parvient à trouver un moyen pour réaliser l'électrolyse avec une quantité d'électricité suffisamment faible, celle-ci pourrait être alors fournie par des cellules solaires. Les chercheurs sont persuadés que la solution se trouve dans le domaine de la chimie et en particulier des catalyseurs, ces molécules capables d'accélérer considérablement une réaction chimique sans être elles-mêmes altérées.

L'équipe de Daniel Nocera vient de présenter une remarquable avancée dans ce domaine en mettant au point un catalyseur à la fois efficace et bon marché. Alors que les recherches précédentes suivaient la piste d'un matériau à la structure maîtrisée, celui des chercheurs du MIT est amorphe et se forme de lui-même en s'accumulant spontanément autour de l'électrode (l'anode, en l'occurrence).

Cette dernière est constituée d'un oxyde d'étain et d'indium, plongée dans une solution contenant du phosphate de potassium et du cobalt. Sous l'action du champ électrique, ces éléments s'accumulent autour de l'anode où ils deviennent un catalyseur très efficace pour rompre la molécule d'eau et produire de l'oxygène gazeux, qui s'échappe, et des ions d'hydrogène, qui restent dans la solution.

Le soleil offre un immense potentiel comme source d'énergie propre pour l'humanité. En une heure, le soleil fournit assez d'énergie à la Terre pour couvrir une année de consommation énergétique mondiale. Pour James Barber, scientifique de renom mondial dans l'étude de la photosynthèse "Cette découverte de Nocera Kanan est un pas de géant vers l'utilisation massive et peu coûteuse de l'énergie solaire en substitution des énergies fossiles".

Dans Technology Review, la revue de MIT, Karsten Meyer professeur de chimie à l'université allemande Friedrich Alexander considère même qu'il s'agit là de l'une des plus grandes découvertes du siècle Dans une déclaration publique, les chercheurs du MIT ont indiqué qu'ils espéraient que tous les foyers soient alimentés de cette manière d'ici une dizaine d'années. L'énergie produite le jour serait stockée sous forme d'hydrogène pour la nuit.

MIT

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