Hydrogène issu d'algues : feu vert pour une énergie propre express
Les panneaux solaires classiques transforment la lumière en électricité, mais ici, la lumière décompose l'eau en hydrogène et en oxygène. L'hydrogène est un carburant propre, mais le processus est lent. Pour l'accélérer, on ajoute des substances auxiliaires qui cèdent des électrons. Souvent, c'est de l'alcool, mais c'est dommage de le gaspiller. Dans cette nouvelle étude, le rôle d'auxiliaire est joué par des microalgues — de minuscules organismes qui vivent déjà dans l'eau et absorbent le dioxyde de carbone.
On a mélangé les algues à une poudre d'oxyde de titane (un pigment blanc bien connu dans les peintures et les dentifrices) qui agit comme photocatalyseur : il capte la lumière et déclenche la réaction. Sous la lumière, les algues cèdent des électrons, ce qui aide à décomposer l'eau en hydrogène et en oxygène. Les algues elles-mêmes se dégradent, mais pas en vain : elles produisent du méthane et du monoxyde de carbone — également des substances utiles. Dans des conditions optimales, le rendement en hydrogène a atteint 0,99 mmol par gramme et par heure, et avec l'ajout de platine comme accélérateur, 3,2 mmol par gramme et par heure. C'est 13 fois plus qu'en l'absence d'algues.
Cette approche fait d'une pierre deux coups : on obtient de l'hydrogène vert pour l'énergie et, en prime, on transforme la biomasse des algues en gaz combustibles. Et comme les algues absorbent le dioxyde de carbone de l'air pendant leur culture, le cycle devient aussi un moyen de capter le CO2. Au lieu de brûler de l'alcool ou d'utiliser des produits chimiques purs, on utilise un matériau vivant qui pousse tout seul à la lumière et purifie l'atmosphère.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2603.24924
Microalgae are an abundant bioorganic material source and play a significant role in life on Earth by conducting photosynthesis for carbon dioxide (CO2) capture and its conversion to oxygen (O2). In this study, a combination of microalgae as a negative-CO2-emitting sacrificial agent with the traditional photocatalytic water-splitting process using brookite TiO2, as a model photocatalyst, is introduced as a new strategy to maximize green hydrogen (H2) production while converting microalgae to valuable products, like methane (CH4) and carbon monoxide (CO). The process, under optimal conditions, produces up to 0.990 mmol/g.h of H2 without cocatalyst addition and 3.200 mmol/g.h with platinum (Pt) cocatalyst, which is 13 times higher than the production rate without microalgae. The strategy of using microalgae in photocatalysis has high potential in green H2 production, as it not only eliminates valuable hole sacrificial agents, like alcohol, but also produces other useful compounds, like CH4 and CO. Moreover, this sustainable process contributes to CO2 capture and conversion during microalgae cultivation.
Les microalgues produisent environ la moitié de tout l'oxygène de la Terre — plus que toutes les forêts réunies.