Convertir l’énergie solaire en électricité à la demande

Les chercheurs à l’origine d’un système énergétique permettant de capter l’énergie solaire, de la stocker pendant dix-huit ans et de la restituer au moment et à l’endroit voulus ont franchi une nouvelle étape. Après avoir démontré comment l’énergie peut être extraite sous forme de chaleur, ils ont réussi à faire produire de l’électricité au système, en le connectant à un générateur thermoélectrique. À terme, ces recherches – développées à l’université de technologie de Chalmers, en Suède – pourraient déboucher sur des appareils électroniques à chargement automatique utilisant l’énergie solaire stockée à la demande.

« Il s’agit d’une façon 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. Il s’agit d’un système fermé qui peut fonctionner sans provoquer d’émissions de dioxyde de carbone« , explique le chef de la recherche, Kasper Moth-Poulsen, professeur au département de chimie et de génie chimique de Chalmers.

La nouvelle technologie est basée sur le système d’énergie solaire MOST – Molecular Solar Thermal Energy Storage Systems, développé à l’université de technologie de Chalmers. Très simplement, la technologie repose sur une molécule spécialement conçue qui change de forme lorsqu’elle entre en contact avec la lumière du soleil. La recherche a déjà suscité un grand intérêt dans le monde entier lorsqu’elle a été présentée à des stades antérieurs.

La nouvelle étude, publiée dans la revue Cell Reports Physical Science et réalisée en collaboration avec des chercheurs de Shanghai, fait franchir une étape supplémentaire au système d’énergie solaire, en détaillant comment il peut être associé à un générateur thermoélectrique compact pour convertir l’énergie solaire en électricité.

Une puce ultra-mince convertit la chaleur en électricité

Les chercheurs suédois ont envoyé leur molécule spécialement conçue, chargée d’énergie solaire, à leurs collègues Tao Li et Zhiyu Hu de l’université Jiao Tong de Shanghai, où l’énergie a été libérée et convertie en électricité à l’aide du générateur qu’ils ont développé là-bas. En fait, le soleil suédois a été envoyé à l’autre bout du monde et converti en électricité en Chine.

« Le générateur est une puce ultra-mince qui pourrait être intégrée dans des appareils électroniques tels que des casques, des montres intelligentes et des téléphones. Jusqu’à présent, nous n’avons produit que de petites quantités d’électricité, mais les nouveaux résultats montrent que le concept fonctionne vraiment. Il semble très prometteur« , déclare le chercheur Zhihang Wang de l’université de technologie de Chalmers.

Sans fossile, sans émissions

Cette recherche présente un grand potentiel pour la production d’énergie renouvelable et sans émissions. Mais il reste encore beaucoup de recherche et de développement avant de pouvoir recharger nos gadgets techniques ou chauffer nos maisons avec l’énergie solaire stockée par le système.

« Avec les différents groupes de recherche inclus dans le projet, nous travaillons actuellement à la rationalisation du système. La quantité d’électricité ou de chaleur qu’il peut extraire doit être augmentée. Même si le système énergétique est basé sur des matériaux de base simples, il doit être adapté pour être suffisamment rentable à produire, et donc possible à lancer à plus grande échelle« , explique Kasper Moth-Poulsen.

En savoir plus sur la technologie Most

Le système de stockage de l’énergie solaire thermique moléculaire – Most est un système énergétique fermé basé sur une molécule spécialement conçue, composée de carbone, d’hydrogène et d’azote, qui, lorsqu’elle est exposée à la lumière du soleil, se transforme en un isomère riche en énergie – une molécule composée des mêmes atomes, mais disposés différemment.

L’isomère peut alors être stocké sous forme liquide pour être utilisé ultérieurement en cas de besoin, par exemple la nuit ou en hiver. Les chercheurs ont perfectionné le système au point qu’il est désormais possible de stocker l’énergie jusqu’à 18 ans. Un catalyseur spécialement conçu libère l’énergie économisée sous forme de chaleur tout en redonnant à la molécule sa forme initiale, de sorte qu’elle peut ensuite être réutilisée dans le système de chauffage. Désormais, en combinaison avec un générateur thermoélectrique de taille micrométrique, le système énergétique peut également produire de l’électricité sur commande.

* L’université de technologie Chalmers de Göteborg, en Suède, mène des activités de recherche et d’enseignement dans le domaine de la technologie et des sciences naturelles à un niveau international élevé. L’université compte 3100 employés et 10 000 étudiants, et propose un enseignement en ingénierie, en sciences, en navigation et en architecture.

* Credit/ Chalmers University of Technology | Per Erséus and Amanda Termén, Språng kommunikation