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Des scientifiques affirment que l'énergie solaire peut être stockée pendant 18 ans

Le Dr Kasper Moth-Poulson et son équipe ont trouvé une nouvelle façon de stocker l'énergie solaire.
Le Dr Kasper Moth-Poulson et son équipe ont trouvé une nouvelle façon de stocker l'énergie solaire.   -   Tous droits réservés  Chalmers University of Technology/ Oscar Mattsson
Par Lottie Limb  & Alixan Lavorel

Des appareils électroniques alimentés par l'énergie solaire vont bientôt faire partie de notre quotidien grâce à une nouvelle avancée scientifique "radicale".

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

Aujourd'hui, des chercheurs ont réussi à  produire de l'électricité avec ce système en le connectant à un générateur thermoélectrique. Bien qu'il n'en soit encore qu'à ses débuts, le concept mis au point à l'université de technologie de Chalmers, à Göteborg, pourrait ouvrir la voie à des appareils électroniques chargés automatiquement par l'énergie solaire, stockée au préalable.

"Il s'agit d'une manière radicalement nouvelle de produire de l'électricité à partir de l'énergie solaire, indépendamment du temps, de l'heure de la journée, de la saison ou de la situation géographique", explique le responsable de la recherche Kasper Moth-Poulsen, professeur au département de chimie et de génie chimique de Chalmers.

Comment stocker l'énergie solaire ?

Chalmers University of Technology
Ces molécules changent de forme lorsqu'elles sont touchées par la lumière du soleil, et sont stockées sous forme liquide pour une utilisation ultérieure.Chalmers University of Technology

L'énergie solaire est une énergie renouvelable variable car, pour l'essentiel, elle n'est utilisable que lorsque le soleil brille. Mais des solutions existent  pour l'exploiter quelles que soient les conditions..

Par exemple, des panneaux solaires fabriqués à partir de déchets agricoles, ont la capacité d'absorber les rayons UV même par temps nuageux, tandis que des "panneaux solaires nocturnes" ont été développées pour fonctionner même après le coucher du soleil.

Le stockage à long terme de l'énergie qu'ils produisent est cependant une autre affaire. Le système d'énergie solaire créé à Chalmers en 2017 est connu sous l'acronyme de "MOST" pour Molecular Solar Thermal Energy Storage Systems, soit "systèmes de stockage d'énergie solaire thermique moléculaire".

Cette technologie repose sur une molécule spécialement conçue, composée de carbone, d'hydrogène et d'azote qui change de forme lorsqu'elle entre en contact avec la lumière du soleil.

Elle se transforme en un "isomère riche en énergie", c'est-à-dire 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 au cœur de l'hiver.

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

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

Une puce "ultra-mince" transforme l'énergie solaire stockée en électricité

Chalmers University of Technology/Daniel Spacek
L'énergie solaire peut être convertie en électricité à la demande.Chalmers University of Technology/Daniel Spacek

Comme le détaille une nouvelle étude publiée dans Cell Reports Physical Science en avril dernier, ce modèle a été poussé un peu plus loin.

Les chercheurs suédois ont envoyé leur molécule, chargée d'énergie solaire, à des collègues de l'université Jiao Tong de Shanghai. Là, l'énergie a été libérée et convertie en électricité grâce au générateur qu'ils ont mis au point.

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", explique le chercheur Zhihang Wang de l'université de technologie de Chalmers.

"Jusqu'à présent, nous n'avons généré que de petites quantités d'électricité, mais les nouveaux résultats montrent que le concept fonctionne vraiment. Il semble très prometteur."

Le dispositif pourrait potentiellement remplacer les batteries, affinant la façon dont nous utilisons l'abondante énergie du soleil.

Chalmers University of Technology/Per Erséus, Språng kommunikation
Relié à un générateur thermoélectrique de l'ordre du micromètre, le système énergétique MOST peut produire de l'énergie électrique.Chalmers University of Technology/Per Erséus, Språng kommunikation

Produire de l'électricité sans combustible fossile et sans émission

La beauté de ce système fermé et circulaire est qu'il fonctionne sans causer d'émissions de CO2. Une bonne nouvelle en ces temps de dérèglements climatiques particulièrement préoccupants.

Le dernier rapport du GIEC des Nations unies indique clairement que nous devons développer les énergies renouvelables et abandonner les combustibles fossiles beaucoup plus rapidement pour préserver notre planète et juguler le changement climatique. 

Si des avancées significatives comme celle-ci dans le domaine de l'énergie solaire sont porteuses d'espoir, les scientifiques préviennent qu'il faudra du temps pour que cette technologie se retrouve dans notre vie quotidienne. Il reste encore beaucoup de recherche et de développement avant que nous puissions recharger nos objets ou chauffer nos maisons avec l'énergie solaire stockée par le système suédois, notent-ils.

"Avec les différents groupes de recherche inclus dans le projet, nous travaillons actuellement à la rationalisation du 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 est basé sur des matériaux simples, il doit être adapté pour que sa production soit rentable avant d'être lancé à plus grande échelle.