Toshiba : la photosynthèse artificielle la plus efficace au monde

Toshiba a lancé cette technologie lors de la conférence intitulée « 2014 International Conference on Artificial Photosynthesis (ICARP2014) » le 26 novembre, au Centre de conférence international Awaji Yumebutai du Japon.

Les concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone, largement perçues comme étant une cause majeure de réchauffement planétaire 1, continuent d’augmenter. L’épuisement des combustibles fossiles est également une source d’inquiétude, attisant l’intérêt pour l’adoption de sources d’énergie renouvelables 2. Les technologies de photosynthèse artificielle qui utilisent l’énergie solaire pour générer des composés de carbone à partir du dioxyde de carbone et de l’eau sont considérées comme des moyens prometteurs de résoudre ces deux problèmes.

Toshiba a développé une technologie de photosynthèse artificielle qui convertit l’énergie en composés de carbone à partir du dioxyde de carbone à une efficacité de 1,5 %, le niveau le plus élevé jamais enregistré 3. La lumière solaire convertit le dioxyde de carbone et l’eau en monoxyde de carbone, une source de production de méthanol, qui peut servir de substitut pour l’essence et de charge d’alimentation dans la fabrication de produits divers, y compris des adhésifs, médicaments et bouteilles en PET.

D’autres technologies de photosynthèse artificielle utilisent des matériaux qui absorbent la lumière ultraviolette de la lumière solaire pour atteindre la forte énergie de réaction requise pour convertir le dioxyde de carbone en combustible. Toutefois, leur faible niveau d’efficacité d’utilisation de la lumière réduit l’efficacité de conversion énergétique et une application pratique requiert une efficacité accrue.

La technologie de Toshiba utilise un nano-catalyseur à l’or via une technologie de contrôle structural nanométrique appliquée à un semi-conducteur multijonction qui absorbe la lumière dans la plage visible avec une haute efficacité d’utilisation de la lumière. Les travaux de recherche de la société étaient axés sur l’investigation des conditions de fabrication pour le nano-catalyseur à l’or nanométrique, afin d’augmenter le nombre de sites actifs qui convertissent le dioxyde de carbone en monoxyde de carbone, et sur le développement d’un électrolyte efficace.

L’objectif à long terme des travaux de recherche est de développer une technologie compatible avec les systèmes de capture du dioxyde de carbone installés dans des installations telles que les usines et les stations d’énergie thermique, en utilisant le dioxyde de carbone pour fournir une énergie stockable et transportable. À ces fins, Toshiba va améliorer encore plus l’efficacité de conversion en augmentant l’activité catalytique dans le but de garantir une mise en œuvre pratique dans les années 2020.

1 IPCC Fourth Assessment Report (Synthesis Report), Ministry of the Environment.
2 Renewable Energy, Agency of Natural Resources and Energy.
Le taux de réaction peut être accéléré en augmentant l’activité catalytique, améliorant ainsi l’efficacité de conversion.
3 L’efficacité à laquelle l’énergie de la lumière solaire est utilisée pour convertir le dioxyde de carbone et l’eau en composés de carbone viables en tant que charge d’alimentation chimique ou combustible.