Des feuilles d’épinard pour produire de l’énergie

La réaction de dissociation de l’eau (2H20 → O2 + 2H2) est une réaction endergonique, c’est-à-dire qu’elle consomme de l’énergie. La réaction inverse, la combustion de l’hydrogène, libère quant à elle de l’énergie. Si on souhaitait utiliser des panneaux solaires pour dissocier des molécules d’eau puis utiliser la combustion de l’hydrogène comme source d’énergie, il faudrait recouvrir 70% des terres arables de panneaux solaires pour satisfaire à la demande mondiale !

Les doctorants Roy I. Pinhassi, Dan Kallman et Gadiel Saper, sous la direction des professeurs Noam Adir, Gadi Schuster et Avner Rothschild, ont uni leurs compétences respectives en chimie, biologie et ingénierie pour ouvrir de nouveaux horizons. Leur idée : produire de l’hydrogène en utilisant des organites cellulaires extraits de feuilles d’épinards, les thylakoides. Les membranes des thylakoides sont le siège de conversions énergétiques qui ont comme point de départ l’énergie solaire et mettent en jeu des transferts d’électrons. Les chercheurs ont alors utilisé ce transfert d’électrons réalisé par les membranes végétales en le prolongeant dans un circuit électrique. Le courant électrique obtenu peut ensuite être exploité pour former de l’hydrogène gazeux par dissociation des molécules d’eau. La production d’hydrogène est particulièrement intéressante dans la mesure où le produit de combustion de l’hydrogène est de l’eau, et non des gaz polluants. On obtient ainsi un circuit fermé qui part de l’eau (dissociée en début de processus) et revient à l’eau (produit final), et qui permet la conversion et le stockage de l’énergie solaire sous forme d’hydrogène.

La combinaison unique d’une cellule bio-photoélectrochimique fabriquée par l’homme et de membranes végétales, qui absorbent la lumière du soleil et la convertissent en un flux d’électrons, ouvre la voie à la mise au point de nouvelles technologies pour le développement de carburants propres à partir de sources renouvelables : l’eau et l’énergie solaire.

En savoir plus : Pinhassi R.I. et al, Hybrid bio-photo-electro-chemical cells for solar water splitting, Nature communications 12552 (2016).

Source : http://www.technion.ac.il/en/2016/09/popeye-was-right-theres-energy-in-spinach/

Rédacteur : Tirtsa Ackermann, Post-doctorante, Université Hébraïque de Jérusalem