Des chercheurs de l'Université métropolitaine d'Osaka ont créé un système de photosynthèse artificielle capable de générer du carburant solaire de manière plus fiable tout en se passant des équipements de contrôle à base de batteries qui l'accompagnent habituellement. En intégrant un composant chimique autorégulateur directement dans l'électrolyseur, ils ont réussi à réduire à la fois la complexité et le coût - car rien ne dit « solution élégante » comme retirer les pièces qui ont tendance à casser ou à manquer d'énergie.

Comme la photosynthèse que les plantes pratiquent depuis des millions d'années sans brevet, la photosynthèse artificielle utilise la lumière du soleil pour transformer l'eau et le dioxyde de carbone en composés riches en énergie. L'un de ces produits est l'acide formique, un produit chimique qui peut servir à la fois de carburant et de moyen de stocker l'énergie - pratique pour les jours où le soleil décide de faire une pause.

Au cœur de ces systèmes se trouve un électrolyseur, qui convertit l'électricité des cellules solaires en énergie chimique, stockée sous forme de carburants comme l'acide formique. Le problème ? La lumière du soleil est notoirement inconstante - elle a cette fâcheuse habitude de changer tout au long de la journée. Pour y faire face, la plupart des systèmes de photosynthèse artificielle utilisent le suivi du point de puissance maximale (MPPT), une méthode qui ajuste en continu la tension et le courant pour que les cellules solaires fournissent une puissance de pointe. Mais les configurations MPPT conventionnelles reposent généralement sur des batteries et des composants électroniques supplémentaires pour lisser le flux d'énergie. Elles fonctionnent, certes, mais elles ajoutent aussi du coût et de la complexité, un peu comme apporter un couteau suisse pour une tâche qui nécessite vraiment juste un tournevis.

L'équipe, dirigée par le professeur associé Yasuo Matsubara et le professeur Yutaka Amao au Centre de recherche sur la photosynthèse artificielle de l'Université métropolitaine d'Osaka, a collaboré avec Iida Group Holdings Co., Ltd pour repenser l'électrolyseur lui-même. Leur approche utilise un électrolyte solide spécialement conçu, intégré directement dans l'appareil, permettant à l'électrolyseur d'effectuer automatiquement le MPPT tout seul - sans piles. Lorsque la lumière du soleil augmente, l'électrolyseur chauffe, ce qui fait chuter sa résistance électrique et laisse l'électricité circuler plus librement. « Cela permet au système d'ajuster automatiquement son comportement électrique », a expliqué le professeur Amao, dans ce qui ressemble à la solution la plus satisfaisante et la plus simple à un problème complexe depuis que quelqu'un a découvert que mettre un couvercle sur une casserole fait bouillir l'eau plus vite.

Testé dans des conditions extérieures réelles, le système a produit régulièrement de l'acide formique à partir d'eau et de CO2, même lorsque les niveaux de lumière solaire fluctuaient comme un marché boursier nerveux. « Nous étions confiants que cela réussirait », a déclaré le professeur Matsubara, notant que le système avait précédemment alimenté un diorama miniature à l'Exposition universelle d'Osaka Kansai 2025. Les résultats ont été publiés dans EES Solar, et les matériaux ont été fournis par l'Université métropolitaine d'Osaka - car même la science a besoin d'un peu de relations publiques de temps en temps.