Une équipe de chercheurs du National Renewable Energy Laboratory et de l’université de Miami a mis au point un processus d’ingénierie qui permet à des cyanobactéries d’utiliser l’électricité pour transformer le dioxyde de carbone en éthylène ou en acétate. Dans leur article publié dans la revue Energy & Environmental Science, le groupe décrit notamment leur technique et son utilisation possible comme système de stockage de l’énergie.
La photosynthèse naturelle est un moyen inefficace de convertir le dioxyde de carbone en composés utiles pour l’homme. Dans ce nouvel effort, ils ont modifié une partie du processus pour le rendre plus efficace. Ils ont ainsi mis au point un nouveau moyen de stocker l’énergie.
Les scientifiques ont divisé la photosynthèse naturelle en deux systèmes principaux, le photosystème I et le photosystème II. Le photosystème I implique l’utilisation de la lumière pour permettre le transfert d’électrons à travers une membrane. Dans le cas du photosystème II, des enzymes captent les photons qui, à leur tour, donnent de l’énergie aux électrons. Les chercheurs ont remarqué que ce système souffre de trois inefficacités principales. La première est que les photosystèmes ont des spectres d’absorption qui se chevauchent. La deuxième est que l’oxygène produit par le photosystème II doit entrer en compétition avec le dioxyde de carbone pour l’enzyme qui fixe la voie du carbone. Et enfin, la photosynthèse naturelle ne peut utiliser la lumière que dans une partie limitée du spectre solaire.
Des cyanobactéries capables de fournir de l’électricité
Pour surmonter ces inefficacités, les chercheurs ont modifié des cyanobactéries. Il s’agit d’un type de bactérie qui obtient de l’énergie par photosynthèse, alias algues bleues. Ils les modifiaient de façon à leur permettre d’utiliser la lumière du soleil et un flux d’électrons. Le but étant ainsi de fixer le dioxyde de carbone. Plus précisément, ils ont retiré tout le photosystème II. Ils l’ont remplacé par un système artificiel qui fonctionnait en attachant les cellules modifiées à un circuit électrique. Ainsi, ils ont constaté que lorsque les cellules étaient exposées à la lumière, les cyanobactéries étaient capables de fournir des électrons au photosystème I. Ce qui permettait de convertir le dioxyde de carbone en carburants utiles tels que l’éthylène ou l’acétate.
Les chercheurs notent que si une ressource renouvelable servaient de source d’électricité, le système peut servir de moyen de stockage de l’énergie. Et le dioxyde de carbone pourra aussi servir de source de production de carburants plus verts. Toutefois, ils doivent faire deux travaux supplémentaires pour déterminer dans quelle mesure le système pourrait être étendu à des niveaux utiles.
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