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Des biocarburants efficaces issus de la lumière du soleil - fantasme ou réalité?


Vous vous souvenez de l'expression «à pas de géant»? C'est à peu près le cas avec le développement de technologies basées sur les nanoparticules.

Parfois, il semble que les scientifiques changent les fondements de l'univers, forçant les lois fondamentales de la physique à céder la place au génie humain. Des développements intéressants apparaissent à l'intersection de la biologie et de la physique.

L'Institut de physiologie végétale de l'Académie des sciences de Russie a présenté un développement prometteur de la production de biocarburants à partir de complexes nanobiomoléculaires alimentés par l'énergie du soleil.

Les résultats complets de l'étude sont disponibles sur journals.elsevier.com.

La détérioration constante de la situation écologique ainsi que le développement rapide de l'économie nécessitent la création d'une énergie bon marché et sûre. La Russian Science Foundation accorde des subventions pour de tels développements.

Selon les scientifiques, le moyen le plus efficace d'obtenir de l'énergie bon marché est de créer des objets capables de réaliser la photobiosynthèse, d'imiter la photosynthèse et d'utiliser la lumière du soleil pour séparer l'eau en oxygène et hydrogène atomique. On suppose que les complexes de dégagement artificiel d'oxygène seront beaucoup plus résistants aux facteurs de stress que leurs prototypes naturels.

La Russie n'est pas le seul pays à se développer dans le domaine de l'énergie. Plusieurs communautés scientifiques mènent des recherches sur les structures qui réalisent la photosynthèse. Le travail va dans plusieurs directions. Le plus prometteur est le remplacement complet ou partiel du composant biologique par des complexes organométalliques.

Cela augmentera le rendement en hydrogène avec le même volume d'eau et la lumière consommée. Cet effet devient possible en élargissant le spectre du rayonnement solaire utilisé. Les modifications nanomoléculaires de la chlorophylle permettront d'obtenir les résultats souhaités.

Selon l'auteur de l'article, Suleiman Allakhverdiev, qui est l'auteur du projet, le groupe a développé et testé des catalyseurs composés d'organométalliques dans une série d'expériences. Des complexes nanostructurés ont été introduits dans des polypeptides créés artificiellement et ont fonctionné dans le cadre d'échantillons de végétation et de bactéries.

Tous les échantillons sont capables d'accélérer la décomposition de l'eau. En fait, les scientifiques ont créé un prototype de réacteur vivant pour la production de biocarburant.

Les procédés de production d'hydrogène en sortie sont utilisés depuis longtemps. Les initiateurs sont une source courante comme le charbon ou l'électricité. Les chercheurs ont amélioré les systèmes photoélectrochimiques à l'aide de la nanotechnologie. Le prototype était basé sur des nanocomplexes d'oxyde de titane, dopé à l'azote.

La structure résultante peut être considérée comme un analogue des composants de la plante et est alimentée par l'énergie du Soleil. L'importance du développement réside dans l'inépuisabilité de la ressource énergétique et la capacité de créer des sources dans des zones non peuplées de la planète.

Au cours des expériences, non seulement un échantillon de travail a été créé, mais une structure qui pourrait fonctionner de manière stable pendant 14 à 15 jours. Des études ont montré la possibilité de modifier la chlorophylle pour obtenir des propriétés uniques - le nanocomplexe est capable d'absorber des photons de faible énergie.

Les scientifiques prévoient de continuer à travailler pour élargir le spectre du rayonnement absorbé: régions rouge lointain, proche infrarouge.

La recherche a été menée conjointement avec les universités de Tabriz et d'Azerbaïdjan, l'Université technologique australienne et l'Université de Marburg. L'application d'efforts conjoints a montré une réelle opportunité de créer des échantillons de travail dans un proche avenir.

Peut-être que bientôt les sables infinis du Sahara ou du Gobi seront recouverts de nanostructures modifiées, donnant un biocarburant bon marché.


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