De l'ennemi au carburant durable : les scientifiques de Yale transforment le CO2 en énergie (grâce au soleil)

Les chercheurs ont développé une nouvelle technologie qui utilise des photoélectrodes pour convertir le dioxyde de carbone en méthanol, un carburant alternatif potentiel. Cette découverte pourrait révolutionner le secteur de l’énergie

Dans un monde de plus en plus gourmand en énergie, les scientifiques de l'Université de Yale ont fait un pas en avant vers une un avenir propulsé par le soleil. Grâce à une technologie qu'il utilise Photoélectrodes en silicium 3Dles chercheurs ont pu augmenter l'efficacité de la conversion du dioxyde de carbone (CO2) en méthanol, un carburant alternatif potentiel. Cette découverte ouvre la voie à un avenir dans lequel lumière du soleil, eau et CO2 devenir les principaux ingrédients de répondre à nos besoins énergétiques.

Selon les chercheurs, les combustibles solaires, produits en utilisant la lumière du soleil comme source d’énergie principale, pourraient devenir une solution pour un avenir énergétique plus durable. Le processus consiste à capter la lumière du soleil et à l'utiliser pour déclencher des réactions chimiques qui ils transforment le CO2 et l'eau en carburants utilisables. L’efficacité de ces réactions a cependant toujours constitué un obstacle important pour faire des combustibles solaires une alternative viable aux combustibles fossiles.

LE photoélectrodescomposants essentiels des cellules solaires qui ils absorbent la lumière du soleil et la convertissent en électricitéjouent un rôle crucial dans la production de combustibles solaires. Malgré leur efficacité à capter la lumière solaire, leur surface limitée restreint le nombre de réactions chimiques possibles, limitant ainsi l’efficacité globale du processus.

L'avantage du silicium 3D

Les chercheurs de Yale, qui font partie du Center for Hybrid Approaches in Solar Energy to Liquid Fuels (CHASE), ont surmonté cette limitation en développant des structures de silicium 3D pour les photoélectrodes. Ces structures, grâce à leur plus grande surface, offrent plus de sites pour les réactions chimiques, augmentant considérablement l'efficacité de conversion du CO2 en méthanol.

Dans une étude, les chercheurs ont construit une électrode composée d’un ensemble de micropiliers de silicium recouverts d’une couche de carbone fluoré superhydrophobe. Cette conception a conduit à une augmentation de l’activité catalytique, jusqu’à 17 fois supérieure aux records précédents pour les photoélectrodes en silicium. Il s’agit de la conversion photoélectrocatalytique à base de silicium la plus efficace jamais enregistrée du CO2 en méthanol.

Dans une autre étude, l’équipe a utilisé de fines couches de silicium poreux, une forme de silicium gravée de minuscules canaux appelés nanopores, et a attaché un catalyseur moléculaire au rhénium à ces couches d’électrodes. La réaction chimique qui en résulte, déclenchée par la lumière du soleil, il convertit le CO2 en monoxyde de carbone de manière plus cohérente et reproductible que lorsque les catalyseurs moléculaires étaient associés à du silicium plat et non poreux.

Un regard vers le futur ?

En augmentant considérablement l’efficacité de la conversion du CO2, les chercheurs affirment que cette technologie nous rapproche d’un avenir où nous pourrons compter sur la lumière du soleil et sur des ressources abondantes comme l’eau et le CO2 pour répondre à nos besoins énergétiques. De plus, cette approche, précisent les chercheurs, offre l’avantage supplémentaire d’éliminer le CO2 de l’atmosphère.