Le système artificiel a dépassé la feuille naturelle dans l'efficacité de la photosynthèse.
Pour la première fois, les scientifiques ont réussi à combiner efficacement l'électrolyse chimique avec l'activité des bactéries. Le système produit de l'alcool et d'autres substances littéralement «de l'air»
Des chercheurs de l'Université Harvard ont créé un système bionique qui convertit et stocke l'énergie solaire sous une forme chimique en utilisant un mécanisme hybride de matériaux inorganiques et de micro-organismes vivants. Un tel schéma permet de résoudre deux problèmes à la fois: 1) la conservation de l'énergie solaire, qui est produite en excès pendant la journée et qui ne suffit pas le soir; 2) élimination de l'excès de CO 2 de l'atmosphère.La nouvelle invention dépasse l'efficacité de tous les développements similaires existants et dépasse même la photosynthèse dans la nature. L'article scientifique a été publié le 3 juin dans la revue Science (doi: 10.1126 / science.aaf5039)."Je pense que c'est en fait une étude assez excitante", a commenté Johannes Lischner de l'Imperial College London sur ses collègues. "La conversion de la lumière du soleil en carburants chimiques à haute performance est un peu comme le Saint Graal pour les énergies renouvelables."Le système bionique est un bocal avec deux électrodes, de l'eau et une colonie de bactéries Ralstonia eutropha . Un courant électrique traverse les électrodes et décompose les molécules d'eau, libérant de l'hydrogène gazeux.
L'hydrogène résultant pourrait déjà être utilisé comme carburant, mais les scientifiques ont décidé de compliquer le système pour le rendre plus efficace. Dans l'étape suivante, la bactérie Ralstonia eutrophaqui sont alimentés par l'hydrogène et le CO 2 de l'atmosphère. Grâce à ces nutriments, la colonie bactérienne s'agrandit activement. Parmi les déchets de micro-organismes figurent divers produits chimiques utiles. Les scientifiques ont expérimenté des modifications génétiques et développé des bactéries produisant divers types d'alcool (C 3 et C 4 + C 5 dans les diagrammes) et des précurseurs plastiques (PHB dans les diagrammes).
Les scientifiques tentent depuis des décennies de faire pousser des bactéries sur des électrodes pour les faire participer à la chaîne chimique des réactions, mais dans ce processus, divers problèmes se posent constamment qui empêchent la création d'un système vraiment efficace.Le principal de ces problèmes est la lixiviation des métaux lourds des électrodes, ainsi que l'apparition d'oxygène sous forme active. Ces deux processus dépriment la vie de bactéries heureuses et saines. Une découverte importante des chimistes de Harvard a été l'utilisation d'un système d'électrolyse avec une cathode et une anode à base de cobalt. Essentiellement, la cathode et l'anode produisent un effet synergique, représentant un système d'auto - guérison . Si l'un se dégrade, le second lui fournit des substances, et vice versa.Selon des experts indépendants qui ne sont pas liés à cette étude, le travail scientifique est vraiment révolutionnaire. Pour la première fois dans l'histoire, les scientifiques ont pu combiner l'électrolyse chimique avec l'activité des bactéries avec une conversion énergétique élevée et une conservation de l'énergie. Des travaux dans ce sens se poursuivent depuis les années 1960.
Les auteurs de l'étude ont pu atteindre une efficacité de réduction du CO 2 d' environ 50% avec la production de biomasse bactérienne et d'alcool liquide. 180 grammes de CO 2 sont consommés pour 1 kWh d'électricité .Si vous combinez ce système avec des photocellules conventionnelles, l'efficacité de la récupération du CO 2 sera d' environ 10% - ce qui est supérieur à celui de la photosynthèse naturelle!Les scientifiques suggèrent que leur système d'électrolyse efficace avec conversion d'énergie en combustible liquide trouvera une application, tout d'abord, dans les pays en développement, où il n'y a pas d'infrastructure électrique développée, pour distribuer et entretenir l'électricité produite par les panneaux solaires pendant la journée.À l'avenir, la technologie pourrait trouver une application très large. Il est très important que les bactéries soient génétiquement modifiées et adaptées à la production non seulement d'alcool, mais également d'autres matériaux. Tout cela peut être obtenu en quantités illimitées littéralement à partir de l'air et du soleil, comme l'a dit Brendan Colón, l'un des auteurs des travaux scientifiques , dans un podcast scientifique .Le système résout le problème du stockage de l'électricité produite, mais il permet également de tirer parti de l'excès de CO 2 que l'humanité émet dans l'atmosphère, brûlant des millions de tonnes d'hydrocarbures chaque année.Source: https://habr.com/ru/post/fr394769/
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