Une molécule en cinq parties conçue par l'Université de Bâle capture la lumière solaire et stocke quatre charges

fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche de l'Université de Bâle (University of Basel) a publié une étude dans « Nature Chemistry » décrivant une nouvelle molécule assemblée à partir de cinq parties, conçue pour imiter la logique centrale de la photosynthèse afin de résoudre le problème du stockage de charges multiples dans la photosynthèse artificielle.

Les plantes transforment la lumière solaire en énergie chimique par la photosynthèse, un processus que les chimistes tentent de reproduire en laboratoire depuis des années. L'objectif de la photosynthèse artificielle est de produire des carburants solaires, tels que l'hydrogène, le méthanol ou l'essence de synthèse, dont la combustion libère une quantité de dioxyde de carbone équivalente à celle absorbée lors de leur fabrication, ce qui les rend considérés comme neutres en carbone. L'obstacle principal dans ce domaine réside dans la réalisation d'une accumulation stable de charges multiples, par exemple la détention simultanée de quatre charges pour entraîner des réactions comme la décomposition de l'eau, tandis que de nombreuses tentatives précoces ont échoué en raison de la recombinaison et de l'effondrement des charges.

La solution proposée par l'équipe de l'Université de Bâle est une molécule constituée de cinq fragments distincts reliés linéairement, chaque fragment coopérant comme une mini chaîne de montage. À une extrémité de la molécule se trouvent deux unités donneuses qui, après excitation, libèrent des électrons et deviennent chargées positivement ; à l'autre extrémité se trouvent deux unités accepteuses qui capturent les électrons et deviennent chargées négativement. Le composant central d'absorption de la lumière relie les deux extrémités, déclenchant le transfert d'électrons et permettant aux charges de migrer rapidement vers l'extérieur. La molécule atteint un état de charge complète en deux étapes : la première impulsion lumineuse frappe l'absorbeur central, produisant une paire de charges positive et négative qui se séparent vers les extrémités ; la seconde impulsion lumineuse répète le processus, accumulant deux charges positives du côté donneur et deux charges négatives du côté accepteur, pour un total de quatre charges stockées. Cela suffit pour entraîner des réactions telles que la décomposition de l'eau en hydrogène et oxygène, et les charges restent stables, capables de participer aux réactions chimiques ultérieures.

Le doctorant Mathis Brändlin souligne que cette méthode d'excitation progressive permet d'utiliser une lumière nettement plus faible, déjà proche de l'intensité solaire, alors que de nombreuses études antérieures nécessitaient des lasers puissants, très éloignés des conditions réelles de lumière solaire. L'équipe précise prudemment que cette molécule ne constitue pas encore un système de photosynthèse artificielle viable, mais le professeur Oliver Wenger, chef de l'équipe, estime qu'ils ont identifié et réalisé une pièce importante du puzzle dans ce domaine. La prochaine étape de la recherche consistera à connecter les charges stockées à des catalyseurs capables d'effectuer des réactions chimiques. Wenger indique que ces résultats approfondissent la compréhension du processus de transfert d'électrons, et que cette connaissance mécanistique influencera la conception des molécules de prochaine génération, contribuant ainsi à ouvrir de nouvelles perspectives pour un avenir énergétique durable.Texte compilé par Wedoany. Toute citation par IA doit mentionner la source « Wedoany ». En cas de contrefaçon ou d'autre problème, veuillez nous en informer rapidement ; nous modifierons ou supprimerons le contenu le cas échéant. Courriel : news@wedoany.com