Comment le Lem utilise l'énergie solaire

L’objectif, pour cette équipe du laboratoire d’électrochimie moléculaire, animée par Marc Robert, est de dégager un procédé qui générerait du monoxyde de carbone (CO) à moindre coût.

Rappel des événements : octobre 2012, Science publie un article sur les travaux de Cyrille Costentin, Marc Robert et Jean-Michel Savéant. L'équipe d'alors propose un catalyseur moléculaire à base de fer permettant d'effectuer la réduction électrochimique du CO2 en CO.

Le dioxyde de carbone (CO2) peut conduire, par réduction, à de nombreux composés moléculaires "utiles", comme le monoxyde de carbone (CO), qui est un précurseur, avec le dihydrogène, de carburants liquides (hydrocarbures et méthanol). Cette transformation nécessite toutefois l'utilisation de catalyseurs, pour la plupart constitués de métaux précieux onéreux, rendant leur utilisation à grande échelle impossible. En réussissant cette transformation avec un catalyseur moléculaire à base de fer, un métal non noble, donc moins onéreux, l’équipe réussit à effectuer cette réduction du CO2 en CO à moindre coût, avec une efficacité supérieure à celle des catalyseurs déjà existants.

« Cette fois-ci, explique Julien Bonin, l'équipe s'est concentrée sur les aspects photochimiques de la transformation, c’est-à-dire la capacité à utiliser la lumière pour effectuer cette réduction du CO2 en CO. Nous continuons d’utiliser un catalyseur à base de fer, et c’est l’énergie de la lumière qui permet cette transformation. »

Un succès à plusieurs niveaux. La réduction catalytique a duré plusieurs dizaines d’heures, ce qui est assez inhabituel, en produisant la molécule attendue, soit le monoxyde de carbone. Le système fonctionne avec des composés peu couteux et utilise la lumière solaire, source d’énergie inépuisable. Ce qui est également rare.

Et demain, quelles perspectives ?

Ces travaux ont été accueillis très favorablement par la communauté scientifique. C'est au tour des laboratoires et équipes de recherche, de s’approprier, selon leur domaine d'activité, ces nouveaux résultats.

Pour Marc Robert, Julien Bonin et Mathilde Routier, le futur, dans cette recherche, est à définir. Les possibilités d’exploration et d’application sont diverses : faut-il rester dans la recherche fondamentale ? C’est-à-dire se concentrer sur le système mis au point et chercher à le rendre plus efficace. Faut-il se diriger vers l'ingénierie ? Ce qui revient à explorer les possibilités de réduction du dioxyde de carbone pour obtenir d’autres molécules. Soit, pour obtenir un produit comme le méthanol, qui permet de faire fonctionner une batterie de téléphone portable ou d’ordinateur. Soit, pour obtenir du carburant synthétique, car cette molécule de CO obtenue en est un précurseur. « Ce qui serait génial, conclut Marc Robert, serait de transformer directement le CO2 en carburant. En particulier est exploitant les aspects photochimiques. » C'est un objectif à - très - long terme du laboratoire d’électrochimie moléculaire. Ou plutôt sa quête du graal.