Des cellules photoélectrochimiques révolutionnaires pour transformer le CO2 en carburant solaire

Une innovation inspirée de la nature

La photosynthèse naturelle permet aux plantes de convertir le CO2 et l’eau en matière organique grâce à la lumière du soleil. Reproduire ce mécanisme à l’échelle industrielle est un défi de taille. L’idée repose sur l’association d’un matériau photovoltaïque, qui capte l’énergie solaire, et d’une cellule électrochimique dotée d’un catalyseur performant pour transformer le CO2 en monoxyde de carbone (CO), un précurseur de carburants synthétiques.

Un nouveau concept de photo-électrode

Les scientifiques du CNRS et de plusieurs universités françaises ont surmonté une limite majeure des cellules photo-électrochimiques : la nécessité d’utiliser des composants transparents à la lumière. Actuellement, la plupart des photoélectrodes sont éclairées par l’avant, car leur face arrière est recouverte d’une couche métallique opaque. Ce design impose des contraintes sur les matériaux de protection et les catalyseurs utilisés.

L’innovation majeure repose sur une nouvelle photo-électrode en chalcopyrite Cu(In,Ga)S₂. Sous une forme ultra-fine et combinée à un oxyde conducteur transparent, cette électrode absorbe la lumière par l’arrière. Résultat : une meilleure efficacité énergétique et une liberté totale dans le choix des couches protectrices et des catalyseurs, sans contrainte de transparence.

Un catalyseur performant et peu coûteux

Les chercheurs ont validé l’efficacité d’un électrocatalyseur à base de cobalt, la quaterpyridine, reconnu pour sa haute sélectivité et son faible coût. Contrairement aux catalyseurs à base de métaux rares, cette solution permettrait une industrialisation plus accessible et durable.

Vers une production d’énergie propre et modulable

Grâce à cette approche innovante, les nouvelles cellules photo-électrochimiques pourraient être adaptées à divers environnements et applications. Ce développement représente une avancée significative vers une alternative aux combustibles fossiles, tout en contribuant à la réduction du CO2 atmosphérique.

Avec cette percée technologique, la conversion du CO2 en carburant solaire devient une réalité plus proche, ouvrant de nouvelles perspectives pour l’avenir de l’énergie renouvelable.