Les hydrogels utilisent la lumière du soleil pour une manufacturing sturdy d’hydrogène
par Riko Seibo
Tokyo, Japon (SPX) 07 novembre 2024
Les scientifiques cherchent depuis longtemps à reproduire la façon dont les plantes transforment la lumière du soleil en énergie, dans le however de développer des options d’énergie renouvelable grâce à la photosynthèse artificielle. Ce processus consiste à utiliser la lumière du soleil pour alimenter des réactions chimiques produisant de l’énergie propre. Pourtant, la conception de systèmes synthétiques imitant la photosynthèse naturelle reste un objectif difficile à atteindre.
Aujourd’hui, des chercheurs de l’Institut avancé des sciences et applied sciences du Japon (JAIST) et de l’Université de Tokyo ont introduit un hydrogel bioinspiré succesful de diviser l’eau en hydrogène et en oxygène en utilisant la lumière du soleil. Cette innovation marque une avancée significative dans la recherche sur les énergies propres, l’hydrogène étant reconnu comme une supply de carburant prometteuse pour l’avenir. Contrairement aux méthodes existantes telles que l’énergie solaire photovoltaïque et l’électrolyse qui nécessitent de l’énergie externe, ce système d’hydrogel exploite directement la lumière du soleil pour diviser l’eau, augmentant potentiellement l’efficacité et réduisant les coûts. Les résultats ont été récemment publiés dans « Chemical Communications ».
L’équipe, dirigée par le professeur agrégé Kosuke Okeyoshi, la doctorante Reina Hagiwara au JAIST, et le professeur Ryo Yoshida de l’Université de Tokyo, a conçu des hydrogels avec des réseaux de polymères spécialisés qui facilitent le transfert d’électrons, un élément essentiel dans la division de l’eau. Les hydrogels incorporent des molécules fonctionnelles, telles que des complexes de ruthénium et des nanoparticules de platine, qui travaillent collectivement pour imiter la photosynthèse.
« Le plus grand défi consistait à trouver remark organiser ces molécules de manière à ce qu’elles puissent transférer les électrons en douceur », a déclaré le professeur Okeyoshi. « En utilisant un réseau de polymères, nous avons pu les empêcher de s’agglutiner, ce qui est un problème courant dans les systèmes de photosynthèse synthétique. »
Premier auteur et doctorat. Reina Hagiwara, étudiante, a souligné : « Ce qui est distinctive ici, c’est la façon dont les molécules sont organisées au sein de l’hydrogel. En créant un environnement structuré, nous avons rendu le processus de conversion d’énergie beaucoup plus efficace. »
Une réalisation importante de cette recherche est la capacité des hydrogels à empêcher l’agrégation de molécules fonctionnelles, un problème de longue date dans les systèmes de photosynthèse artificielle. Cette amélioration a conduit à une manufacturing accrue d’hydrogène, dépassant les performances des méthodes précédentes.
Ce développement recèle un potentiel pour transformer la manufacturing d’énergie propre. Produire de l’hydrogène en utilisant uniquement de l’eau et du soleil pourrait ouvrir la voie à un avenir énergétique sturdy, remplaçant les combustibles fossiles. « L’hydrogène est une supply d’énergie fantastique automotive il est propre et renouvelable. Nos hydrogels offrent un moyen de produire de l’hydrogène en utilisant la lumière du soleil, ce qui pourrait contribuer à remodeler durablement les applied sciences énergétiques », a déclaré le professeur Okeyoshi.
Bien que ces résultats soient prometteurs, les chercheurs reconnaissent que des travaux supplémentaires sont nécessaires. Augmenter la manufacturing d’hydrogel et garantir la stabilité à lengthy terme sont les prochaines étapes. « Nous avons montré le potentiel, mais nous devons maintenant affiner la technologie pour une utilisation industrielle », a ajouté le professeur Okeyoshi. « Les possibilités sont passionnantes et nous sommes impatients de continuer à avancer. »
Les efforts futurs se concentreront également sur l’amélioration de la conception des hydrogels afin d’optimiser davantage l’efficacité de la conversion énergétique. L’engagement de l’équipe à faire progresser les options d’énergie renouvelable reste inébranlable.
Rapport de recherche :Hydrogels bioinspirés : des conceptions polymères vers la photosynthèse artificielle
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Institut avancé des sciences et applied sciences du Japon
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