Des scientifiques mettent au point un combustible liquide qui peut stocker l’énergie solaire jusqu’à 18 ans
Aussi abondante ou renouvelable soit-elle, l’énergie solaire a une épine dans le pied. Il n’y a toujours pas de stockage à long terme bon marché et efficace pour l’énergie qu’il produit.
L’industrie solaire s’est heurtée à cette branche pendant un certain temps, mais au cours de la dernière année seulement, une série de quatre articles a donné naissance à une nouvelle solution intrigante.
Les scientifiques suédois ont mis au point un fluide spécialisé, appelé combustible solaire thermique, qui peut stocker l’énergie solaire pendant plus d’une décennie.
“Un combustible solaire thermique, c’est comme une batterie rechargeable, mais au lieu d’électricité, on met la lumière du Soleil à l’intérieur et on en retire de la chaleur, déclenchée à la demande”, explique Jeffrey Grossman, un ingénieur travaillant avec ces matériaux au MIT, à NBC News.
Le fluide est en fait une molécule sous forme liquide que les scientifiques de l’Université de technologie Chalmers, en Suède, travaillent à améliorer depuis plus d’un an.
Cette molécule est composée de carbone, d’hydrogène et d’azote, et lorsqu’elle est frappée par la lumière du Soleil, elle fait quelque chose d’inhabituel : les liens entre ses atomes sont réarrangés et elle se transforme en une nouvelle version énergétisée d’elle-même, appelée un isomère.
Comme une proie prise dans un piège, l’énergie du Soleil est ainsi capturée entre les fortes liaisons chimiques de l’isomère, et elle y reste même lorsque la molécule se refroidit à température ambiante.
Lorsque l’énergie est nécessaire – disons la nuit ou en hiver – le fluide est simplement aspiré par un catalyseur qui ramène la molécule à sa forme originale, libérant de l’énergie sous forme de chaleur.
“L’énergie contenue dans cet isomère peut maintenant être stockée jusqu’à 18 ans“, explique Kasper Moth-Poulsen, chercheur en nanomatériaux de l’Université Chalmers.
“Et quand nous venons pour extraire l’énergie et l’utiliser, nous obtenons une augmentation de chaleur qui est plus grande que ce que nous avions osé espérer.”
Un prototype du système énergétique, placé sur le toit d’un bâtiment universitaire, a mis le nouveau fluide à l’essai et selon les chercheurs, les résultats ont attiré l’attention de nombreux investisseurs.
(Université de technologie Chalmers)
Le dispositif d’énergie renouvelable et sans émission est composé d’un réflecteur concave avec un tube au centre, qui suit le Soleil comme une sorte d’antenne parabolique.
Le système fonctionne de manière circulaire. Pompant à travers des tubes transparents, le fluide est chauffé par la lumière du Soleil, transformant la molécule norbornadiène en son isomère piégeant la chaleur, le quadricyclane. Le fluide est ensuite stocké à température ambiante avec une perte d’énergie minimale.
Lorsque l’énergie est nécessaire, le fluide est filtré à travers un catalyseur spécial qui convertit les molécules à leur forme originale, réchauffant le liquide de 63 degrés Celsius.
On espère que cette chaleur pourra être utilisée pour les systèmes de chauffage domestique, pour alimenter le chauffe-eau, le lave-vaisselle, le sèche-linge et bien plus encore.
Les chercheurs ont soumis le fluide à ce cycle plus de 125 fois, captant la chaleur et l’évacuant sans endommager la molécule de façon significative.
“Nous avons fait récemment de nombreuses avancées cruciales et nous disposons aujourd’hui d’un système énergétique sans émissions qui fonctionne toute l’année”, explique Moth-Poulsen.
Après une série de développements rapides, les chercheurs affirment que leur fluide peut maintenant contenir 250 wattheures d’énergie par kilogramme, soit le double de la capacité énergétique des batteries Powerwall de Tesla, selon NBC.
Mais il y a encore beaucoup de place pour l’amélioration. Avec les bonnes manipulations, les chercheurs pensent qu’ils peuvent obtenir encore plus de chaleur de ce système, au moins 110 degrés Celsius de plus.
“Il y a encore beaucoup à faire. Nous venons de faire fonctionner le système. Maintenant, nous devons nous assurer que tout est conçu de manière optimale”, dit Moth-Poulsen.
Si tout se passe comme prévu, Moth-Poulsen pense que la technologie pourrait être disponible pour une utilisation commerciale d’ici 10 ans.
L’étude la plus récente de la série a été publiée dans Energy & Environmental Science.
Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche
