Des enzymes qui accélèrent la production d'hydrogène

Des scientifiques américains ont produit de l'hydrogène par un procédé expérimental qui pourrait permettre de fortement diminuer le temps et les coûts de production de ce carburant potentiellement prometteur pour réduire les émissions de gaz à effet de serre, a-t-on appris lundi 6 mars.

Cette avancée, publiée dans les Comptes rendus de l'Académie américaine des sciences (PNAS), pourrait contribuer à accélérer l'arrivée à grande échelle de véhicules fonctionnant à l'hydrogène, plus économiques et ne produisant pas de dioxyde de carbone (CO₂), selon des experts.

Actuellement, l'un des plus grands obstacles à la production à grande échelle d'hydrogène est son coût élevé, car produit à partir du gaz naturel. Sa distribution pour les utilisateurs de véhicules dotés de piles à combustible constitue un autre défi.

Tiges, épis et cosses de maïs comme matière première

Les chercheurs de l'Institut de technologie de Virginie (Virginia Tech) ont élaboré un processus biologique qui utilise des enzymes permettant de produire de l'hydrogène rapidement avec de hauts rendements à partir du glucose et du xylose, des sucres que l'on trouve en abondance dans les tiges, les épis et les cosses de maïs.

Pour obtenir ces sucres, les auteurs utilisent un cocktail d'enzymes du commerce. Grâce à un modèle informatique, ils ont pu déterminer les enzymes – molécules permettant d'accélérer jusqu'à des millions de fois les réactions chimiques du métabolisme – qui permettaient d'obtenir le plus d'hydrogène à partir de cette biomasse.

Ce qui a permis de tripler le taux de production d'hydrogène comparativement aux taux obtenus en utilisant des concentrations standards, selon les chercheurs. « Cela signifie que nous avons fait la démonstration de l'étape la plus importante vers une économie fondée sur l'hydrogène, à savoir produire et distribuer de l'hydrogène verte pas chère provenant de la biomasse locale », estime Percival Zhang, professeur au département d'ingénierie des systèmes biologiques de Virginia Tech.

« Une approche révolutionnaire qui offre de nombreux avantages »

L'équipe de chercheurs a indiqué avoir déjà reçu un montant significatif de fonds pour financer la production à l'échelle industrielle. « Bien qu'il soit difficile à ce stade de prédire le coût de production à grande échelle, cette nouvelle technique représente une approche révolutionnaire qui offre de nombreux avantages », explique Lonnie Ingram, directeur du centre des carburants renouvelables à l'Université de Floride, qui n'a pas participé à ces travaux.

A la différence des autres méthodes de production qui dépendent du haut degré de transformation des sucres, les chercheurs de Virginia Tech utilisent les déchets de la biomasse. Cela réduit les coûts de production et permet d'utiliser une source qui est largement disponible à proximité de l'unité de production.

Ce projet a été financé en partie par Shell dans le cadre de l'initiative  « GameChanger » (« Changer la donne ») et la Fondation nationale américaine des sciences.