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Article.

Vers une source quasi illimitée de production d'hydrogène ?
Jean-Paul Baquiast et Christophe Jacquemin - 15/04/2013

Let enzymes work!
Hydrogène (H₂₎ produità partir de xylose et d'eau dans une réaction contenant 13 enzymes (rouge). En utilisant un nouveau polyphosphate, le xylulokinase (XK), le xylose a été transformé en H₂ et CO₂ avec près de 100% du rendement théorique. Les résultats suggèrent que l'on peut produire
de l'hydrogène à partir de la biomasse de xilose, à faible coût.
Xu5P=xylulose 5-phosphate, G6P=glucose 6-phosphate.

De nombreux chercheurs et spécialistes de l'énergie, le plus connu étant Jeremy Rifkin, font valoir à juste titre que remplacer les combustibles carbonés, pétrole, gaz, charbon par de l'hydrogène aurait beaucoup d'avantage, notamment en termes de rejets de gaz à effets de serre. Le seul produit de la combustion de l'hydrogène étant l'eau, le processus pourrait même devenir une bénédiction pour les pays arides (!). Certes, pour beaucoup d'usages, notamment à bord des véhicules, l'hydrogène est moins commode d'emploi que le pétrole, mais les solutions existent.

La seule difficulté, de taille, à résoudre, tient au fait que pour produire de l'hydrogène, par exemple par électrolyse de l'eau, il faut beaucoup d'énergie. Le bilan final est quasi nul. Depuis longtemps des biologistes avaient pensé utiliser à cette fin les capacités de synthèse de certaines plantes, mais aucun résultat concluant ne pouvait encore être envisagé à grande échelle.

Or une équipe de chercheurs de la Virginia Tech vient d'annoncer avoir mis au point un procédé qui pourrait être révolutionnaire. En cas de succès, les bénéfices envisagés pourraient se compter en trilliards de dollars. L'équipe, menée par Percival Zhang, a réussi à utiliser comme source d'hydrogène le xylose, dit aussi sucre de bois, que l'on trouve dans toutes les plantes constituant notamment les biomasses.

Zhang a recherché les combinaisons d'enzymes susceptibles de produire de l'hydrogène à partir du xylose, dans des conditions de température et de pression acceptables. Il a identifié un groupe d'enzymes qui jouent ce rôle dans certains micro-organismes extrêmes, dits extrêmophiles. Elles produisent vers 122° et à pression atmosphérique de grandes quantités d'hydrogène, employé par ces organismes comme générateur d'énergie. Mais il n'était pas possible d'utiliser directement ceux-ci pour fournir des quantités d'hydrogène en quantité suffisante, car ils s'en servent pour se reproduire et se développer.

Les chercheurs ont donc imaginé de rassembler certaines de ces enzymes sous la forme d'un mélange artificiel qui, combiné avec un certain polyphosphate et du xylose, produit de l'hydrogène récupérable en grande quantité, avec une efficacité énergétique de près de 100%, c'est-à-dire supérieure à tous les autres procédés. Les déchets sont quasiment nuls.

L'avenir dira si cette invention pourra tenir ses promesses et révolutionner le marché tant de l'hydrogène que de l'énergie. En ce qui nous concerne, remarquons qu'une telle découverte aurait été la bienvenue en Europe. Malheureusement, il semble que les recherches sur les bio-énergies semblent y avoir ici beaucoup de mal à s'écarter des sentiers battus.

Références
* Article dans Wiley on line
High-Yield Production of Dihydrogen from Xylose by Using a Synthetic
Enzyme Cascade in a Cell-Free System
* Xylose

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Post-scitptum au 27/04/2013

L'utilisation de l'hydrogène risque d'être bouleversée par une découverte récente. L'hydrogène produit par électrolyse de l'eau, encore très coûteux, devrait pouvoir être remplacé par l'utilisation d'un hydrogène naturel généré, comme le gaz naturel, dans les couches géologiques profondes. Si cette découverte initialement faite en Russie se confirmait, et si l'extraction de l'hydrogène natif pouvait se faire comme annoncé sans toutes les conséquences dommageables de l'extraction du gaz de schiste, elle aurait de nombreuses conséquences favorables sur les perspectives ici envisagées.
Un grand nombre de travaux et de publications sont en cours sur cette question dans le monde entier. La France, avec l'Ifpen et le Lied y tient une place très honorable.
Sur la question, voir Sciences et Avenir. Voir aussi Enerzine.com.

 

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