Une étude, dont les résultats intitulés «Visible-light-driven methane formation from CO₂ with a molecular iron catalyst» ont été publiés dans la revue Nature, a permis de développer un procédé capable de transformer le dioxyde de carbone (CO₂) en méthane (CH₄) à l'aide de lumière solaire et d'un catalyseur moléculaire à base de fer. Cette avancée ouvre une voie nouvelle vers la production de 'carburant solaire' et le recyclage du CO₂ qui contribue au réchauffement climatique.

Rappelons tout d'abord que le méthane est le principal composant du gaz naturel «qui est la troisième source d’énergie la plus utilisée au monde après le pétrole et le charbon». Dans le procédé mis en œuvre ici, la molécule de CO₂ perd progressivement, au cours de ce processus, «ses atomes d’oxygène qui sont remplacés par des atomes d’hydrogène, stockant au passage de l’énergie sous forme de liaisons chimiques».

La transformation décrite, dite 'réaction de réduction', «permet d’obtenir une variété de composés allant du monoxyde de carbone et de l’acide formique (des matières premières clés pour l’industrie chimique) au méthanol (un carburant liquide), jusqu’au méthane, forme la plus réduite ayant concentré le plus d’énergie».

Alors que «la plupart des processus connus utilisent des catalyseurs basés sur des métaux rares et précieux», l'étude ici présentée a développé «un catalyseur à base de fer, un métal abondant, accessible et peu coûteux sur Terre». Comme, jusqu'à présent, «aucun autre catalyseur moléculaire» n’avait permis «de réaliser la réduction complète du CO₂ en CH₄», le processus catalytique développé qui «fonctionne à pression et température ambiantes, en utilisant la lumière solaire comme seule source d’énergie», ouvre la voie «à une utilisation circulaire du CO₂».

Enfin de compte, le fait que «la combinaison de la lumière solaire et d’un catalyseur à base de fer est capable de transformer le CO₂ en une molécule à fort contenu énergétique», prouve qu’il est possible «de stocker l’énergie solaire renouvelable en une forme de carburant compatible avec les infrastructures industrielles et les réseaux d’énergie existants».