Publié le 28 novembre 2025 13:26:00. Des chercheurs explorent de nouvelles voies pour transformer le dioxyde de carbone en carburant propre grâce à des feuilles artificielles innovantes, ouvrant la voie à une chimie plus durable et moins dépendante des énergies fossiles.
- Des « feuilles artificielles » reproduisent la photosynthèse pour créer du formiate, un carburant propre.
- L’utilisation de semi-conducteurs organiques et d’enzymes bactériennes permet un fonctionnement autonome et stable de ces dispositifs.
- Des avancées parallèles utilisent des nanofils de cuivre pour convertir le CO₂ et l’eau en hydrocarbures comme l’éthylène et l’éthane.
La quête de carburants alternatifs et de procédés chimiques durables a conduit à des avancées significatives dans le domaine de la photosynthèse artificielle. Plusieurs équipes de recherche, notamment à l’Université de Cambridge et à l’Université de Californie à Berkeley, développent des systèmes capables de capturer le dioxyde de carbone (CO₂) et de le transformer en carburants utilisables, réduisant ainsi notre dépendance aux ressources fossiles et limitant les émissions de gaz à effet de serre.
L’une des approches les plus prometteuses consiste à utiliser des « feuilles artificielles ». Développée par l’Université de Cambridge, cette technologie reproduit le processus de la photosynthèse naturelle, générant du formiate, un type de carburant propre, à partir de CO₂, d’eau et de lumière solaire. L’étude, publiée dans la revue Cell, détaille le fonctionnement de ce système biohybride, composé de semi-conducteurs organiques et d’enzymes issues de bactéries. Cette combinaison permet à l’appareil de fonctionner de manière autonome et de maintenir des performances stables pendant plus de 24 heures, sans nécessiter d’additifs chimiques.
L’équipe du professeur Erwin Reisner a perfectionné ce processus en intégrant une enzyme auxiliaire dans une matrice poreuse en titane. Cet ajustement technique prévient la dégradation rapide des catalyseurs et facilite l’utilisation de solutions simples de bicarbonate comme milieu réactionnel. Les tests en laboratoire démontrent une efficacité élevée dans la redirection des électrons vers les réactions de production de formiate. Ce composé peut ensuite être utilisé comme matière première pour synthétiser des produits destinés à l’industrie pharmaceutique, sans générer de déchets supplémentaires.
Parallèlement, des chercheurs de l’Université de Californie à Berkeley ont développé un dispositif solaire capable de transformer le CO₂ et l’eau en hydrocarbures, tels que l’éthylène et l’éthane. Ce système, détaillé par MIT Technology Review, utilise des structures en cuivre, décrites comme des « fleurs » métalliques, qui agissent comme des catalyseurs pour l’accumulation d’électrons et la conversion moléculaire. Il utilise également des nanofils de silicium pour capter la lumière et du glycérol au lieu de l’eau, augmentant ainsi l’efficacité de l’utilisation des électrons et produisant des sous-produits utiles dans les secteurs cosmétique et pharmaceutique, comme le glycérate, le lactate et l’acétate.
Bien que ces avancées soient prometteuses, les chercheurs soulignent que les performances actuelles ne sont pas encore suffisantes pour une mise en œuvre à grande échelle. La durabilité des catalyseurs et la stabilité du procédé restent des défis à relever avant d’envisager une intégration dans les infrastructures de production. L’industrie chimique, qui représente environ 6% des émissions mondiales, est particulièrement concernée par ces développements, car elle dépend fortement des intrants dérivés du pétrole.
L’intégration de semi-conducteurs organiques comme absorbeurs de lumière représente une innovation clé, permettant d’ajuster les propriétés du dispositif et de réduire l’utilisation de composants générant des déchets complexes. L’absence de sous-produits facilite également l’adaptation du dispositif à la production de différents composés chimiques, ouvrant la voie à des raffineries chimiques basées sur des ressources renouvelables. Les équipes de recherche estiment que la capture du CO₂ directement dans l’air ou à partir de centrales électriques pourrait permettre de générer un carburant propre avec un bilan carbone neutre, positionnant ainsi la photosynthèse artificielle comme un outil précieux pour les processus industriels nécessitant des intrants chimiques durables.
