Des chercheurs de l’université de Warwick proposent d’utiliser des dispositifs de photosynthèse artificielle, capables d’exploiter la lumière du soleil pour produire de l’oxygène et recycler le dioxyde de carbone, afin de trouver des solutions énergétiques durables dans le cadre de l’exploration spatiale. Ces dispositifs pourraient être utilisés sur la Lune et sur Mars, ce qui améliorerait l’efficacité des voyages spatiaux et permettrait d’améliorer les technologies solaires terrestres. Voici un concept d’artiste d’un dispositif de photosynthèse artificielle sur Mars.
Les chercheurs travaillent sur une technologie durable pour récolter l’énergie solaire dans l’espace – qui pourrait compléter les systèmes de survie sur la Lune et sur Mars.
Dans une étude publiée dans Nature Communications, les scientifiques évaluent une nouvelle technique qui pourrait convertir l’énergie verte renouvelable provenant de l’extérieur de l’atmosphère terrestre. Ils tirent parti de la photosynthèse – le processus chimique que les plantes subissent chaque jour pour créer de l’énergie – pour aider l’industrie spatiale à devenir plus durable.
Les recherches menées par l’Université de Warwick évaluent l’utilisation d’un dispositif spécial connu sous le nom de semi-conducteur pour absorber la lumière du soleil sur la Lune et sur Mars. On espère que ces dispositifs pourraient favoriser la mise en place de systèmes de survie sur Mars.
Ces « dispositifs de photosynthèse artificielle » sont soumis aux mêmes processus que ceux qui maintiennent les plantes en vie sur Terre : ils transforment l’eau en oxygène en utilisant uniquement la lumière du soleil, tout en recyclant le dioxyde de carbone. Ces systèmes intégrés ont l’avantage d’utiliser directement l’énergie solaire et pourraient permettre d’économiser du poids lors des voyages spatiaux à long terme par rapport aux systèmes traditionnels actuellement utilisés dans la station spatiale internationale, ce qui rendrait les voyages spatiaux plus efficaces.
Il est nécessaire de disposer de sources d’énergie efficaces et fiables dans l’espace pour permettre l’exploration de notre système solaire. On espère que cette technologie pourra être installée sur la Lune et sur Mars afin de récolter de l’énergie verte pour alimenter les fusées et compléter les systèmes de survie pour la production d’oxygène et d’autres produits chimiques, ainsi que pour le recyclage du dioxyde de carbone. Les connaissances acquises dans le cadre de cette étude en ce qui concerne l’amélioration de l’efficacité des dispositifs permettent également de les optimiser pour des applications terrestres et de mieux comprendre les performances des cellules solaires traditionnelles dans l’espace.
Katharina Brinkert, professeur adjoint au département de chimie, a déclaré : « L’exploration humaine de l’espace est confrontée aux mêmes défis que la transition vers l’énergie verte sur Terre : toutes deux nécessitent des sources d’énergie durables. La lumière du soleil étant disponible en abondance dans l’espace, nous avons montré comment cette source pourrait être utilisée pour récolter de l’énergie – tout comme les plantes sur Terre – pour les systèmes de maintien de la vie pour les voyages spatiaux à long terme. Cette technologie pourrait permettre de produire de l’oxygène et de recycler le dioxyde de carbone sur la Lune et sur Mars.
Le professeur associé Sophia Haussener, de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), en Suisse, a ajouté : « Dans cette étude, nous quantifions enfin le potentiel de ces dispositifs pour une utilisation extra-terrestre et fournissons des lignes directrices initiales pour leur mise en œuvre potentielle ».
Référence : « Assessment of the technological viability of photoelectrochemical devices for oxygen and fuel production on Moon and Mars » par Byron Ross, Sophia Haussener et Katharina Brinkert, 6 juin 2023, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-023-38676-2
Le projet de recherche a été financé par l’Agence spatiale européenne via la plateforme d’innovation Open Space.