N° 397-398 juin-juillet 2015

Ingénierie de la photosynthèse artificielle : verrous et perspectives

Pagination : 69-74
Sous-thème : Énergie
Mots-clés : Photosynthèse artificielle, photocatalyse, catalyseurs bio-inspirés, carburants solaires, génie des photoréacteurs, génie des cellules photo-électrochimiques, Année internationale de la lumière.
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Catalyseurs fer-thiolate (C = [Fe2(μ-bdt)(CO)6]) pour la réduction de l’eau, inspirés du site actif de l’hydrogénase fer-fer (en haut à gauche), utilisés en association avec un chromophore (S = éosine ou [Ru(bpy)3]2+) et un donneur sacrificiel d’électrons (D = Et3N) dans un système photocatalytique de production de H2. En utilisant un autre type de catalyseur, comme [Mn(bpy)(CO)3Br], il est envisageable de produire CO, HCO2H ou même CH3OH à partir de CO2.

La photosynthèse artificielle est une voie prometteuse pour obtenir des carburants stockables à partir d’énergie solaire et d’eau, voire aussi de CO2. Sa mise en œuvre nécessitera néanmoins de surmonter de nombreux verrous, relevant autant de la chimie et de la physique fondamentales que de l’ingénierie.

Cet article fait le point sur l’ensemble des problématiques concernées, de l’échelle moléculaire à l’échelle du procédé, de façon intégrée. Il examine sous quelles conditions des performances énergétiques et cinétiques élevées pourront un jour être atteintes et ouvrir ainsi la voie au déploiement industriel à grande échelle de ces procédés de conversion de l’énergie solaire.