De nouveaux matériaux pour stimuler la production d'hydrogène

L'augmentation de la population sur Terre est à l'origine de l'augmentation de la demande d'énergie qui entraîne à son tour une augmentation des émissions de CO2 provenant de la combustion des combustibles fossiles. Capter l'incroyable énergie illimitée du soleil est la seule manière de rompre ce cycle étroitement lié à un avenir énergétique non durable.

Même si au début de sa phase de recherche et de développement, la photosynthèse artificielle constitue une source d'énergie viable. D'importants défis sont associés à la construction de machines moléculaires imitant la manière dont les usines séparent l'eau dans l'oxygène et convertissent le CO2 en glucose. Les protons résultant de la séparation de l'eau peuvent être utilisés pour la production d'hydrogène.

Des scientifiques financés par l'UE ont lancé le projet PCAP («Photocatalytic cluster complexes for artificial photosynthesis applications») pour produire des complexes métalliques qui pourraient être utilisés comme catalyseurs pour les applications des piles solaires.

En contrôlant soigneusement les réactifs et les ions métalliques, les scientifiques ont préparé plusieurs groupes manganèse–calcium et déterminé leurs structures cristallines. Une disposition en forme de tige d'ions calcium décorée avec des complexes de manganèse était une structure particulièrement intéressante. À l'exception des ions de manganèse, une pléthore d'autres ions métalliques de transition ont été testés en présence de polymères de coordination construits par des ligands d'acide carboxylique. Les structures cristallines de plusieurs complexes ont été récoltées, révélant des poches d'eau et des cavités pour l'adsorption de gaz.

Étant donné que les systèmes moléculaires actifs redox sont inintéressants pour l'activation de petites molécules, les scientifiques ont préparé des composés de porphyrine et des ligands basés sur la terpyridine. Même si les performances des dérivés de ferrocényle-porphyrine pour les applications de pile solaire étaient faibles, des études détaillées ont révélé le refroidissement rapide de l'état d'excitation du système.

Les travaux du PCAP ont ouvert la voie à un nouveau mode de production de l'hydrogène à partir de la lumière du soleil et de l'eau. Le programme d'échange a donné aux chercheurs la possibilité de visiter la Roumanie et le Royaume-Uni, des projets étant également en cours pour la Moldavie. Cet aspect du projet s'est révélé être un élément clé pour atteindre ses objectifs. Les activités de dissémination comprenaient des séminaires, des réunions et des visites d'échange.