Des scientifiques japonais simplifient la production de carburant propre grâce à une nouvelle invention

La photosynthèse artificielle utilise la lumière du soleil pour convertir l'eau et le dioxyde de carbone en carburants utilisables ou en agents de production d'électricité. L'un des principaux produits de ce processus est l'acide formique, qui sert de milieu de stockage d'énergie efficace dans les piles à combustible. L'élément central de ce système est un électrolyseur, un appareil qui convertit l'électricité produite par les cellules solaires en énergie chimique, permettant ainsi la création et le stockage de ce « carburant ».

Le principal défi de ce type de technologie réside, bien sûr, dans les variations de l'ensoleillement au cours de la journée. Pour garantir un fonctionnement optimal, les appareils classiques sont équipés de la technologie MPPT (suivi du point de puissance maximale), qui ajuste en permanence la tension et le courant. Ces solutions nécessitent généralement des composants électroniques et des batteries supplémentaires pour stabiliser le flux d'énergie, ce qui augmente considérablement le coût final.

Une équipe de recherche dirigée par le professeur associé Yasuo Matsubara et le professeur Yutaka Amao du Centre de recherche sur la photosynthèse artificielle, en collaboration avec Iida Group Holdings Co., Ltd., a mis au point une solution ingénieuse. Ils ont entièrement repensé l'électrolyseur en utilisant un électrolyte solide spécial. Cette nouvelle conception permet à l'appareil d'assurer lui-même la fonction MPPT, rendant ainsi superflus les contrôleurs externes, les onduleurs et les batteries.

Le système fonctionne en ajustant automatiquement ses propriétés électriques grâce à la modification de ses caractéristiques thermiques et de sa résistance. À mesure que l'intensité du rayonnement solaire augmente, l'électrolyseur chauffe naturellement. Cet échauffement entraîne une baisse de la résistance électrique, permettant ainsi la libre circulation du courant. Grâce à ce phénomène d'autorégulation, la production de carburant reste stable tout au long de la journée, et le système est entièrement automatisé et indépendant de tout composant externe coûteux.

Les scientifiques ont confirmé l'efficacité du prototype lors de tests en extérieur, où le dispositif a produit de l'acide formique avec succès et fiabilité malgré des conditions d'éclairage variables. Cette technologie avait déjà été présentée avec succès à l'exposition Osaka Kansai Expo 2025, dans le pavillon commun du groupe Iida et de l'université. Le système y avait produit suffisamment d'acide formique pour alimenter une maquette, démontrant ainsi son potentiel pratique pour une utilisation future et l'alimentation de divers appareils domestiques. Les résultats de cette recherche ont été publiés dans la revue spécialisée EES Solar.