Comment stocker le soleil dans un cristal pendant des mois

Comment stocker le soleil dans un cristal pendant des mois

 

Remplacer complètement les énergies fossiles par les renouvelables, comme l’exigent le changement climatique et l’épuisement des ressources pétrolières, ne va pas se faire sans quelques défis compliqués à relever, à commencer par le stockage de l’énergie produite par des sources intermittentes comme le solaire et l’éolien. Pour généraliser ces énergies, il faut impérativement les stocker.

Une solution avantageuse et peu coûteuse, en particulier pour les zones éloignées des régions productrices ou moins bien équipées, consisterait à les conserver dans des fluides en modifiant les liaisons chimiques des molécules. 

Bonne nouvelle  : des chercheurs de l’université de Lancaster, au Royaume-Uni, viennent de découvrir un matériau révolutionnaire, capable de capter et de stocker l’énergie solaire pendant des mois à température ambiante, et de la libérer sous forme de chaleur à la demande. Leur trouvaille vient tout juste d’être présentée dans la revue Chemistry of Materials

Appliqué sur les bâtiments, ce matériau pourrait stocker la chaleur du soleil en été et la restituer en hiver. Il fonctionne comme une sorte de batterie de chaleur, mais sans électricité et sans mécanique ajoutée. 

Du cristal pour stocker de l’énergie 

Les scientifiques ont étudié le potentiel de stockage énergétique d’un type de matériau appelé structure métallo-organique (MOF pour Metal–Organic Framework), une sorte de cristal dont la structure est très organisée. Ces MOF sont poreux et peuvent absorber d’autres molécules, certains servent déjà à stocker de l’hydrogène ou à nettoyer des marées noires. 

Le MOF utilisé par les chercheurs anglais a été fabriqué par des chercheurs japonais. Ses pores contiennent de l’azobenzène, un composé à base de carbone qui absorbe très bien la lumière et change facilement de forme lorsqu’il est stimulé par un facteur externe.

Exposé à une lumière ultraviolette, le MOF en absorbe l’énergie et la stocke en changeant de forme, à la manière d’un ressort enroulé qui la retiendrait. Soumis à une source de chaleur, il reprend sa forme initiale tout en libérant l’énergie accumulée. 

Mieux : il conserve cette énergie pendant quatre mois, un délai qui pourrait être porté à quatre ans et demi, selon les chercheurs. Sa stabilité chimique et sa facilité de stockage pourraient servir à fabriquer des revêtements applicables sur des bâtiments, sans composants électroniques ou mécaniques et sans perte d’énergie.

Prochaine étape : améliorer le concept avec d’autres MOF pour stocker encore plus d’énergie.

SOURCE :

« Long-Term Solar Energy Storage under Ambient Conditions in a MOF-Based Solid–Solid Phase-Change Material », Chemistry of Materials, 25 novembre 2020 - pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.0c02708