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Stocker l'énergie solaire pour les jours de pluie par la conversion d'hydrogène

Une simple façon de stocker l'énergie solaire pour la convertir en hydrogène pourrait aider les États membres de l'UE à satisfaire les objectifs d'énergie renouvelable.
Stocker l'énergie solaire pour les jours de pluie par la conversion d'hydrogène
Alors que l'énergie solaire est renouvelable et suffisamment abondante pour satisfaire la demande énergétique croissante de l'Europe, les jours d'ensoleillement ne sont pas toujours garantis. Trouver une méthode rentable afin de stocker l'énergie solaire pour les jours de pluie permettrait de résoudre ce problème. Il s'agissait du défi auquel s'est attelé le projet COCHALPEC, partiellement financé par une subvention intra-européenne (IEF) Marie Curie de l'UE, qui s'est officiellement clôturé en mai 2015.

Le succès du projet pourrait aider les États membres à satisfaire leurs obligations face à la directive relative aux énergies renouvelables, qui demande à l'UE de satisfaire au moins 20 % de ses besoins énergétiques totaux avec de l'énergie renouvelable d'ici 2020. La directive spécifie des cibles d'énergie renouvelable pour chaque pays, comme notamment 10 % pour Malte et 49 % pour la Suède.

Le point de départ du projet COCHALPEC (Development of electrodes based on copper chalcogenide nanocrystals for photo-electrochemical energy conversion) a été le développement durable et économique de panneaux solaires capables de générer un courant électrique pour dissocier les molécules d'eau en oxygène et en hydrogène (l'hydrogène est une forme durable de combustible solaire). Malgré la simplicité du concept, les coûts des technologies de dissociation de l'eau ont, jusqu'à présent, été trop élevés pour permettre la commercialisation.

Pour résoudre cela, l'équipe COCHALPEC a réalisé une méthode efficace et abordable pour fabriquer des panneaux solaires capables de produire directement de l'hydrogène solaire. La clé de cette solution a été l'adoption de matériaux dits 2D, que l'on appelle matériaux à couche simple, qui sont constitués d'une simple couche d'atomes. Le graphène est le matériau 2D le plus connu. Il s'agit d'une couche de graphite qui, comme les autres matériaux en 2D, offre d'extraordinaires propriétés électroniques.

Fabriquer du graphène pour recouvrir une surface suffisamment grande en vue de collecter de l'énergie solaire n'est pas une méthode économique. L'équipe a donc dû développer une méthode plus abordable en utilisant le diséléniure de tungstène. Des travaux de recherche récents avaient suggéré que ce matériau en 2D offre des propriétés conductrices similaires au graphène et qu'il avait un potentiel en tant que matériau pour la conversion directe de l'énergie solaire en hydrogène.

L'équipe du projet a ensuite tenté de fabriquer ces panneaux solaires en diséléniure de tungstène de manière rentable, en mélangeant de la poudre de diséléniure de tungstène à un solvant liquide, qui a transformé le matériau en flocons en 2D très fins. Ces flocons ont ensuite été répandus uniformément pour produire une fine couche de qualité, qui a été transférée à un panneau de support plastique conçu à cet effet.

Les derniers tests ont pu démontrer que cette méthode abordable pouvait obtenir des taux d'efficacité de conversion solaire-hydrogène élevés. De plus, l'équipe à l'origine de cette innovation est sûre que cette nouvelle méthode peut être élargie à un niveau commercial.

Le succès du projet souligne l'efficacité des fonds européens des IEF Marie Curie, qui aident les chercheurs désireux de développer leurs carrières en Europe en dehors de leur pays d'origine. En plus de rassembler des experts éminents pour collaborer dans le cadre d'un projet spécifique, dans ce cas, le projet COCHALPEC, les fonds ont également permis aux chercheurs européens d'élargir leurs horizons et d'améliorer leurs perspectives professionnelles.

Source: D'après un communiqué de presse du projet COCHALPEC.

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