Dr Kasper Moth-Poulson and his team have found a novel way to store solar energy.

Milos Schmidt

Une avancée majeure dans le domaine solaire permet de stocker l’énergie jusqu’à 18 ans

L’avenir de l’énergie solaire vient de s’éclaircir avec ce dispositif « ultra-mince » permettant de convertir l’énergie stockée en électricité.

L’électronique solaire est sur le point de devenir une partie intégrante de notre vie quotidienne grâce à une nouvelle avancée scientifique « radicale ».

En 2017, des scientifiques d’une université suédoise ont créé un système énergétique qui permet de capter et de stocker l’énergie solaire pendant 18 ans, la libérant sous forme de chaleur en cas de besoin.

Aujourd’hui, les chercheurs ont réussi à faire en sorte que le système produise de l’électricité en le connectant à un générateur thermoélectrique. Le concept a été développé à l’Université de technologie Chalmers de Göteborg en 2022. Il pourrait ouvrir la voie à des appareils électroniques auto-rechargeables utilisant l’énergie solaire stockée à la demande.

« Il s’agit d’une manière radicalement nouvelle de produire de l’électricité à partir de l’énergie solaire. Cela signifie que nous pouvons utiliser l’énergie solaire pour produire de l’électricité quels que soient le temps, l’heure de la journée, la saison ou la situation géographique », explique Kasper Moth-Poulsen, directeur de recherche et professeur au Département de chimie et de génie chimique de Chalmers.

«Je suis très enthousiasmé par ce travail», ajoute-t-il. « Nous espérons qu’avec le développement futur, cela constituera un élément important du futur système énergétique. »

Comment stocker l’énergie solaire ?

Université de technologie Chalmers
Ces molécules changent de forme lorsqu’elles sont exposées au soleil et sont stockées sous forme liquide pour une utilisation ultérieure.

L’énergie solaire est une énergie renouvelable variable car, pour l’essentiel, elle ne fonctionne que lorsque le soleil brille. Mais la technologie permettant de lutter contre cette faille très discutée se développe déjà à un rythme rapide.

Des panneaux solaires ont été fabriqués à partir de déchets de cultures qui absorbent la lumière UV même par temps nuageux, tandis que des « panneaux solaires de nuit » ont été créés pour fonctionner même une fois le soleil couché.

Le stockage à long terme de l’énergie qu’ils génèrent est une autre affaire. Le système d’énergie solaire créé à Chalmers en 2017 est connu sous le nom de « MOST », ce qui signifie systèmes de stockage d’énergie solaire thermique moléculaire.

La technologie est basée sur une molécule spécialement conçue de carbone, d’hydrogène et d’azote qui change de forme lorsqu’elle entre en contact avec la lumière du soleil.

Il se transforme en un « isomère riche en énergie » – une molécule composée des mêmes atomes mais disposés ensemble de manière différente. L’isomère peut ensuite être stocké sous forme liquide pour une utilisation ultérieure en cas de besoin, par exemple la nuit ou au cœur de l’hiver.

Un catalyseur libère l’énergie économisée sous forme de chaleur tout en redonnant à la molécule sa forme originale, prête à être réutilisée.

Au fil des années, les chercheurs ont affiné le système au point qu’il est désormais possible de stocker l’énergie pendant une durée incroyable de 18 ans.

Une puce « ultra-fine » transforme l’énergie solaire stockée en électricité

Université de technologie Chalmers/Daniel Spacek
L’énergie solaire peut être convertie en électricité à la demande.

Comme détaillé dans une nouvelle étude publiée dans Cell Reports Physical Science le mois dernier, ce modèle a maintenant été poussé plus loin.

Les chercheurs suédois ont envoyé leur molécule unique, chargée d’énergie solaire, à des collègues de l’université Jiao Tong de Shanghai. Là, l’énergie était libérée et convertie en électricité grâce au générateur qu’ils avaient développé.

Essentiellement, le soleil suédois était envoyé à l’autre bout du monde et transformé en électricité en Chine.

Essentiellement, le soleil suédois était envoyé à l’autre bout du monde et transformé en électricité en Chine.

« Le générateur est une puce ultra-mince qui pourrait être intégrée dans des appareils électroniques tels que des écouteurs, des montres intelligentes et des téléphones », explique le chercheur Zhihang Wang de l’Université de technologie Chalmers.

« Jusqu’à présent, nous n’avons produit que de petites quantités d’électricité, mais les nouveaux résultats montrent que le concept fonctionne vraiment. Cela semble très prometteur.

L’appareil pourrait potentiellement remplacer les batteries et les cellules solaires, ajustant ainsi la façon dont nous utilisons l’abondante énergie du soleil.

Université de technologie Chalmers/Per Erséus, Språng kommunikation
Connecté à un générateur thermoélectrique d’une épaisseur d’un micromètre, le système énergétique MOST peut produire de l’énergie électrique.

Solaire stocké : un moyen fossile et sans émissions de produire de l’électricité

La beauté de ce système circulaire et fermé est qu’il fonctionne sans produire d’émissions de CO2, ce qui signifie qu’il présente un grand potentiel d’utilisation avec des énergies renouvelables.

Le dernier rapport du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) indique clairement que nous devons intensifier les énergies renouvelables et abandonner les combustibles fossiles beaucoup plus rapidement pour garantir un avenir climatique sûr.

Même si des progrès significatifs dans le domaine de l’énergie solaire comme celui-ci donnent des raisons d’espérer, les scientifiques préviennent qu’il faudra du temps pour que la technologie soit intégrée dans nos vies. Il reste encore beaucoup de recherche et de développement avant que nous puissions recharger nos gadgets ou chauffer nos maisons avec l’énergie solaire stockée dans le système, notent-ils.

«En collaboration avec les différents groupes de recherche impliqués dans le projet, nous travaillons actuellement à rationaliser le système», explique Moth-Poulsen. « La quantité d’électricité ou de chaleur qu’il peut extraire doit être augmentée. »

Il ajoute que même si le système repose sur des matériaux simples, il doit être adapté afin qu’il soit rentable à produire avant de pouvoir être lancé à plus grande échelle.

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