L’invention d’un nanomatériau qui génère de l’hydrogène sans électricité, à partir de l’eau et de la lumière

Produire de l’hydrogène vert est aujourd’hui l’un des plus grands défis de nombreux pays. Cet objectif contribue significativement à réduire l’utilisation des combustibles fossiles (pétrole, charbon, gaz naturel, etc.). En effet, les acteurs du secteur des transports et de l’industrie manufacturière se tournent progressivement vers l’hydrogène, une option d’énergie présentant un faible impact environnemental. En ce sens, il est essentiel de développer de nouvelles méthodes de production de ce carburant qui évitent de déboucher sur des émissions de gaz à effet de serre. Ce groupe international de scientifiques a notamment mis au point un procédé biomimétique inspiré des bactéries photosynthétiques. En effet, il a créé un nanomatériau ayant des propriétés nécessaires à la conversion de l’eau en hydrogène, sous l’action de la lumière du soleil. Explications.

Une nouvelle méthode basée sur la photocatalyse

Ces chercheurs ont eu l’idée de reproduire la structure particulière des bactéries photosynthétiques afin de fabriquer ce matériau nanométrique. Ces bactéries sont connues pour leur capacité à capter et à transférer l’énergie issue de la lumière naturelle. Les nanomatériaux nouvellement créés sont, en fait, placés au cœur d’un système artificiel capable d’exploiter l’énergie lumineuse par photocatalyse. Ainsi, cette réaction chimique déclenche la décomposition des molécules d’eau. Selon David Lee Phillips, principal chercheur en chimie physique à la HKU, ce nouveau nanomatériau photosynthétique affiche une bonne stabilité dans l’eau ambiante. Cela représente une grande avancée dans ce domaine, car il était difficile de maintenir cette stabilité avec de nombreux autres éléments utilisés auparavant dans les réactions de photocatalyse.

Cette nouvelle approche de catalyse a également l’avantage de fonctionner dans de conditions ambiantes. C’est pourquoi elle ne requiert aucune opération de contrôle complexe ni coûteuse de la température et de la pression. Ce qui permet d’augmenter la rentabilité des processus de production d’hydrogène. C’est un critère important pour aboutir plus efficacement à une utilisation à grande échelle de ce procédé. Ces scientifiques ont d’ailleurs affirmé que ce système de nanomatériaux est en mesure de générer de l’hydrogène de haute qualité. De plus, Guo Zheng Xiao, professeur de chimie et de génie mécanique à la HKU, a expliqué qu’une membrane spéciale pourrait y être ajoutée pour filtrer les impuretés et les molécules indésirables. En obtenant des produits finis purs, il est ainsi possible d’atteindre des performances élevées pour les piles à combustible ou d’autres applications industrielles.

Un système d’extraction d’hydrogène sans électricité

Selon ces chercheurs, ce procédé à base de matériaux nanométriques photosynthétiques fonctionne sans recourir à l’électricité. Ce point le distingue donc des méthodes d’électrolyse conventionnelles qui utilisent de l’énergie électrique pour séparer les molécules d’eau en dihydrogène et en oxygène. Par conséquent, cette nouvelle technologie d’extraction d’hydrogène est considérée comme une percée dans le domaine de l’énergie propre et durable. En multipliant les recherches et les applications pratiques, elle pourrait même changer le paysage énergétique mondial. Elle pourrait améliorer l’efficacité et la durabilité des processus de production de ce carburant écologique. De plus, grâce à son principe de fonctionnement, les panneaux solaires et les autres dispositifs employés dans les processus pourraient gagner en longévité.

Ce groupe de recherche a précisé que cette avancée répond aux objectifs fixés par la Chine et le monde entier dans le cadre de la transition énergétique. Dans cette même optique, ses prochains travaux visent à mettre au point des outils de photocatalyse capables de transformer le dioxyde de carbone en substances utiles. Plus d’informations : pubs.rsc.org