Grâce aux recherches des scientifiques Matthew Kanan et Daniel Nocera, Dame Nature nous prouve une fois de plus qu’elle a encore beaucoup à nous apprendre. En effet, après des travaux s’inspirant de la photosynthèse des plantes, les deux chimistes américains du Massachusetts Institute of Technology (MIT) pensent que produire de l’énergie avec du soleil et de l’eau, à grande échelle, est désormais possible. Mais comment y sont-ils arrivés ?

Au commencement il y eut … les plantes
La photosynthèse est le mécanisme dont se servent les végétaux pour fabriquer leur matière organique en exploitant l’énergie solaire. Il consiste à utiliser la lumière pour créer du glucose à partir de gaz carbonique et d’eau (H₂O), celle-ci décomposée en oxygène et hydrogène gazeux.
Ce mécanisme est très proche de la production d’énergie par électrolyse de l’eau. En effet, grâce à un courant électrique circulant entre deux conducteurs, l’eau peut se diviser en oxygène et hydrogène gazeux. Ce courant électrique remplace dans ce cas l’énergie solaire des plantes.

L’hydrogène, une fois séparé de l’oxygène et sous forme gazeuse, est une source d’énergie très convoitée car il permet la création de piles à combustible ou de moteurs à combustion interne. L’avantage de produire de l’électricité avec de l’hydrogène est évident : cette forme d’énergie est renouvelable et n’émet pas de gaz à effet de serre.

Mais comment exploiter cette énergie à plus grande échelle ?
Aujourd’hui, la technique de l'électrolyse de l'eau est encore trop chère et compliquée pour être appliquée à l’échelle industrielle. En effet, elle nécessite des accélérateurs de réaction chimique (catalyseurs) qui sont faits généralement de platine et de métal cher, et son stockage est encore très difficile.

L’idée géniale des deux chimistes américains ? Imiter les plantes en utilisant le soleil comme énergie pour produire l’électricité nécessaire et se servir de matériaux moins chers pour produire la réaction chimique !

Leur projet est donc de reproduire l’électrolyse de l’eau grâce à des panneaux photovoltaïques qui convertissent le rayonnement solaire en électricité. De plus, Matthew Kanan et Daniel Nocera ont découvert que la dissociation de l'eau en oxygène et hydrogène pouvait être réalisée avec un métal proche de l'aluminium dopé à l'étain et placé dans un bain d'eau additionnée de cobalt et de phosphate de potassium. Ces conducteurs, qui jouent aussi un rôle de catalyseurs, remplaceraient alors de coûteux dispositifs et l’exploitation d’hydrogène deviendrait financièrement plus abordable.

Une solution d’avenir, en théorie !
L’objectif de cette manœuvre est de pouvoir en permanence alimenter en électricité les habitations ou même les voitures électriques : le jour, les maisons et les véhicules électriques seraient alimentés en électricité et la nuit, on se servirait de l’excès d’hydrogène dans une pile à combustible, selon le procédé inverse de l’électrolyse. Le projet est donc ambitieux mais comme le remarque Paul Lucchese, directeur du programme "Nouvelles technologies de l'énergie" au Commissariat à l'énergie atomique, « il ne s'agit encore que d'une expérience de laboratoire et il reste un énorme travail technologique à accomplir avant de disposer de systèmes fonctionnels ».

Nos chimistes ont ouvert la voie vers une solution durable de production d’énergie mais il faudra malgré tout attendre encore un peu avant de voir la théorie devenir réalité… Affaire à suivre !

Sources :

Les passeurs... Un Portail de la Nouvelle Terre:
http://www.lespasseurs.com/dotclear/index.php/2008/08/08/2478-des-chimistes-copient-les-plantes-pour-faire-de-lelectricite-avec-du-soleil-et-de-leau

Site de Thomas Lotz :
http://lotz.thomas.free.fr/pac/pac.htm

Futura-Sciences, le magazine de l'innovation, de la science et de la découverte :
http://www.futura-sciences.com/fr/definition/t/vie/d/electrode_2669/

Le Monde :
http://www.lemonde.fr/cgi-bin/ACHATS/acheter.cgi?offre=ARCHIVES&type_item=ART_ARCH_30J&objet_id=1046493&clef=ARC-TRK-D_01