Une nouvelle méthode améliore le stockage et l’utilisation de l’énergie solaire
par Robert Schreiber
Berlin, Allemagne (SPX) 30 octobre 2024
Comme le rapporte l’Agence internationale de l’énergie (AIE), environ 50 % de la consommation mondiale d’énergie est attribuée au chauffage, mais la contribution de l’énergie solaire à ce secteur reste minime par rapport aux combustibles fossiles. L’une des raisons est la disponibilité sporadique de l’énergie solaire. Les systèmes de stockage d’énergie solaire moléculaire constituent une different prometteuse.
Contrairement au stockage thermique conventionnel, qui retient l’énergie sous des formes éphémères comme l’eau chaude, les systèmes moléculaires peuvent stocker l’énergie au sein de liaisons chimiques pendant des semaines, voire des mois. Ces systèmes utilisent des molécules photocommutatrices pour absorber l’énergie solaire et la libérer sous forme de chaleur à la demande. Cependant, les photocommutateurs actuels sont confrontés à un compromis entre la capacité de stockage d’énergie et l’efficacité d’absorption de la lumière solaire.
Des chercheurs de l’Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) et de l’Université de Siegen ont développé une nouvelle classe de photocommutateurs à haut potentiel de stockage d’énergie, initialement lancée par l’équipe du professeur Heiko Ihmels à Siegen. À l’origine, ces photocommutateurs reposaient sur l’activation de la lumière UV, un petit section du spectre solaire. Désormais, les équipes de Mayence et de Siegen ont intégré une approche de collecte de lumière indirecte qui fonctionne de manière similaire à la photosynthèse. Cette méthode comprend un composé secondaire, ou « sensibilisateur », qui absorbe efficacement la lumière seen. « Le sensibilisateur absorbe la lumière et transfère ensuite de l’énergie au photocommutateur, qui ne peut pas être directement excité dans ces circumstances », a expliqué le professeur Christoph Kerzig du département de chimie du JGU.
Cette approche a plus que décuplé l’efficacité du stockage, marquant une avancée importante pour la recherche sur l’énergie solaire. Les functions potentielles de cette technologie vont du chauffage résidentiel au stockage d’énergie à grande échelle, ouvrant une voie prometteuse vers des options énergétiques durables.
Sous la course du professeur Kerzig et du doctorant Until Zahringer, l’équipe de recherche de Mayence a effectué une analyse spectroscopique détaillée pour décoder la mécanique du système. Until Zahringer, l’auteur principal de l’étude, a examiné chaque étape de réaction pour parvenir à une compréhension claire de la fonctionnalité du système. « Ce processus a non seulement augmenté la capacité de récupération de la lumière, mais a également amélioré l’efficacité de la conversion de la lumière en énergie chimique stockée », a expliqué Zahringer. Grâce à des cycles répétés entre les états de stockage et de libération à l’aide de la lumière solaire, les chercheurs ont validé la robustesse et l’adéquation du système aux functions pratiques.
L’étude a été publiée dans *Angewandte Chemie* et a été classée comme « Scorching Paper » en raison des éloges des critiques scientifiques.
Le financement de ce projet a été assuré par la Fondation allemande pour la recherche (DFG) et la Fondation fédérale allemande pour l’environnement, avec une subvention de projet accordée à Christoph Kerzig et une bourse à Until Zahringer. Un soutien supplémentaire a été apporté par la Maison des jeunes skills de l’Université de Siegen et la Stiftung Nagelschneider.
Rapport de recherche :Commutation triplement sensibilisée de norbornadiènes à haute densité énergétique pour le stockage moléculaire de l’énergie solaire thermique avec lumière seen
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Domaine de recherche de haut niveau JGU SusInnoScience
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