Du soleil en bouteille: impact économique et défi technologique

 

Recherche intersectorielle - Programme Audace

Concours 2019-2020

 

Composition de l'équipe:

Jérôme Claverie (Université de Sherbrooke), responsable

Luc G. Fréchette (Université de Sherbrooke), co-chercheur

Jie He (Université de Sherbrooke), co-chercheuse

 

Domaine : Énergie

Secteurs de la recherche : Sciences naturelles et génie; Sciences humaines et sociales

La photosynthèse artificielle est un ensemble de réactions chimiques qui permet de convertir le dioxyde de carbone et l'eau en carburants, en utilisant l'énergie solaire comme source d'énergie pour combiner ces molécules. Ces quelques dernières années, on a découvert comment faire de telles réactions chimiques mais les quantités de carburant ainsi obtenues sont ridiculement faibles lorsqu'on utilise les conditions de laboratoire habituelles. Ce projet se propose de concentrer l'énergie solaire, ce qui permettra de se placer dans des conditions extrêmes, soit avec une illumination 250 fois plus intense que celle du soleil à la surface de la terre,et d'atteindre des températures aussi hautes que 900 oC. Dans ces conditions, les prédictions théoriques démontrent que le rendement de la réaction de photosynthèse artificielle devrait être plus grand, mais pour le moment rien ne permet de prédire de combien.

Dans ce projet, nous allons donc réaliser pour la première fois des réactions de photosynthèse artificielle dans des conditions solaires concentrées. Nous espérons ainsi que le rendement sera suffisamment augmenté pour permettre d'obtenir des quantités tangibles de carburant solaire. Il faudra en outre déterminer si les quantités ainsi obtenues sont suffisantes pour justifier la production à plus grande échelle de ce type de carburant. En fait, seule une analyse économique des bienfaits d'une telle réaction devrait permettra de le dire. À cette fin, deux analyses différentes seront entreprises: une première dans laquelle on déterminera à partir de quel coût un carburant obtenu par photosynthèse artificielle peut être adopté par le public, et une seconde dans laquelle on chiffrera le coût de production de l'approche solaire concentrée. En couplant une approche économique avec une approche  scientifique, il sera alors possible de déterminer quel futur attend la photosynthèse artificielle en mode solaire concentré. Si le carburant ainsi produit s'avère viable techniquement et économiquement, il devrait représenter une des sources d'énergie renouvelables les plus efficaces.

Une équipe multidisciplinaire, alliant sciences, génie, économie et environnement, et possédant  toutes les expertises requises pour explorer et évaluer le potentiel des carburants solaires, s'est constituée pour mener à bien ce projet.

Appel de propositions