Les chercheurs ont obtenu de l'énergie grâce à la photosynthèse semi-artificielle, un processus par lequel l'eau des plantes est décomposée en hydrogène et en oxygène. La nouvelle méthode leur a permis d'augmenter la quantité d'énergie qu'ils produisaient.
Les biologistes ont trouvé une nouvelle façon d'utiliser l'énergie solaire à de bonnes fins. En modifiant le mécanisme de la photosynthèse chez les plantes, ils ont appris à diviser l'eau en hydrogène et en oxygène, tout en libérant de l'énergie. Un article à ce sujet a été publié dans Nature Energy.
La photosynthèse est elle-même le processus de «conversion» de la lumière du soleil en énergie, que les plantes utilisent. L'oxygène est un sous-produit de la décomposition de l'eau absorbée par la plante. La photosynthèse est peut-être la réaction la plus importante de toute vie sur Terre, car elle produit presque tout l'oxygène de l'atmosphère de la planète. L'hydrogène, qui se forme également lors de la division de l'eau lors de la photosynthèse, a le potentiel d'être une source d'énergie écologique et inépuisable.
Une équipe de chercheurs dirigée par des universitaires du St. John's College de l'Université de Cambridge a utilisé la lumière du soleil pour décomposer l'eau en hydrogène et en oxygène au cours d'un processus de photosynthèse artificielle, que les scientifiques ont peaufiné avec des composants biologiques et de nouvelles technologies. Avec cette méthode, les plantes absorbent plus de lumière solaire que d'habitude.
«La photosynthèse naturelle est inefficace, car elle s'est développée uniquement pour la survie des plantes, elle fournit donc l'énergie minimale requise - seulement 1 à 2% de ce qu'elle peut potentiellement dégager», a commenté l'un des auteurs de l'ouvrage Katarzyna Sokol.
La photosynthèse artificielle existe depuis de nombreuses décennies, mais elle n'a jamais été utilisée avec succès pour créer une énergie renouvelable, car elle est basée sur l'action de catalyseurs coûteux et toxiques. Pour la même raison, personne n'a essayé de l'utiliser au niveau industriel.
Une configuration expérimentale dans laquelle le processus de photosytesis semi-artificiel a été réalisé.
L'étude de Cambridge fait partie d'un effort à grande échelle visant à améliorer la photosynthèse semi-artificielle dans le but de passer à une photosynthèse entièrement artificielle à l'aide d'enzymes.
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Une équipe de chercheurs dirigée par Sokol a non seulement pu augmenter la quantité d'énergie produite et stockée, mais a également activé le processus de photosynthèse des algues, inactif depuis des millénaires.
«L'hydrogénase est une enzyme présente dans les algues qui peut réduire le nombre de protons dans l'hydrogène. Au cours de l'évolution, sa production en algues a été désactivée, car elle n'était pas nécessaire à la survie. Nous avons réussi à surmonter cette limitation et à réaliser la réaction souhaitée - diviser l'eau en hydrogène et en oxygène », a expliqué Sokol.
La chercheuse espère que la technique développée par son groupe sera appliquée à des systèmes innovants de conversion de l'énergie solaire. C'est le premier modèle à utiliser avec succès l'hydrogénase et les photosystèmes pour un processus de photosynthèse semi-artificielle déclenché entièrement par la lumière du soleil.
Il y a deux ans, une véritable avancée dans ce domaine était la création d'un appareil de photosynthèse artificielle par des scientifiques du centre de recherche Julich. Le prototype fonctionnel de l'appareil était une petite unité autonome d'une surface de travail de seulement 64 centimètres carrés.
Ksenia Murasheva
