Des chercheurs ont conçu un nouveau type de cellule solaire en mesure de s’auto-réparer comme le font les systèmes naturels photosynthétiques chez les plantes, en utilisant non seulement des nanotubes de carbone mais aussi de l’ADN, une approche qui vise à accroître leur durée de vie et d’en réduire les coûts.
"Nous avons créé un photosystème artificiel utilisant des nanomatériaux optiques pour capter l’énergie solaire qui sera convertie en énergie électrique", a déclaré Jong Hyun Choi , professeur adjoint de génie mécanique à l’Université de Purdue.
L’innovation exploite les propriétés électriques des nanotubes de structure appelés "carbone à paroi unique", et les utilisent comme des "fils moléculaires dans la capture de la lumière", ajoute J.H.Choi, dont le Groupe de recherche est basé à dans la Birck nanotechnology et les Centres de Bioscience de Bindley.
"Je pense que notre approche sera très prometteuse au niveau de l’industrialisation, mais nous n’en sommes encore qu’au stade de la recherche fondamentale", a t’il indiqué.
Les cellules photoélectrochimiques convertissent la lumière solaire en électricité par l’utilisation d’un électrolyte – un liquide conducteur d’électricité – qui transporte les électrons et génèrent du courant. Les cellules contiennent des colorants (chromophores) qui absorbent la lumière, autrement dit, des molécules agissant comme de la chlorophylle et qui se dégradent en raison d’une exposition au soleil.
"L’inconvénient principal de ces cellules photoélectrochimiques classiques reste leur dégradation". La nouvelle technologie permet de surmonter ce problème tout comme la nature le fait : en remplaçant continuellement les photosystèmes endommagés par des neuves. "Cette sorte d’auto-régénération est réalisé dans la plante toutes les heures", a déclaré J.H. Choi.
Le nouveau concept pourrait rendre possible le fonctionnement d’un type de cellule photoélectrochimique qui continue à fonctionner à pleine capacité indéfiniment, aussi longtemps que des chromophores sont ajoutés.
Les résultats ont été détaillées dans une présentation en novembre au cours d’un Congrès à l’exposition internationale de la mécanique à Vancouver.
Les nanotubes de carbone fonctionnent comme une plate-forme de brins d’ADN. L’ADN est conçu pour posséder des séquences spécifiques de blocs de construction appelées nucléotides, leur permettant d’être identifié et de relier les chromophores. "Lorsque l’ADN reconnaît les molécules de colorant, le système s’auto-assemble spontanément", a affirmé J.H. Choi.
Cependant, l’utilisation de chromophores naturels reste complexe. Ces derniers doivent être récupérés et isolés à partir de bactéries, un processus qui serait coûteux à reproduire à l’échelle industrielle. "Donc, au lieu d’utiliser des chromophores biologiques, nous voulons utiliser des colorants synthétiques appelés porphyrines" a conclu le professeur.
