Économiser l'énergie solaire pour les jours de pluie
L'hydrogène est un gaz clair qui, lorsque alimenté dans des cellules combustibles, produit de l'eau. Les cellules combustibles comme les batteries génèrent de l'électricité à travers une réaction chimique. Il n'y pas de combustion impliquée et, par conséquent, pas d'émission. Sans surprise, l'hydrogène ne faisait pas partie des sources d'énergies pouvant remplacer les combustibles fossiles. Jusqu'à présent, la production d'hydrogène repose sur des voies non-renouvelables, comme la vapeur qui se reforme à partir du gaz naturel. Les chercheurs travaillant sur le projet COCHALPEC (Development of electrodes based on copper chalcogenide nanocrystals for photoelectrochemical energy conversion) ont démontré une voie alternative et durable pour produire l'hydrogène. Le point de départ était le développement de panneaux solaires capables de générer un courant électrique pour diviser les molécules de l'eau en oxygène et hydrogène. Alors que le concept est simple, le coût des technologies pour diviser l'eau est trop élevé. Les chercheurs de COCHALPEC ont répondu au défi en concevant un nouveau moyen d'élaborer des cellules photo-électrochimiques à faible coût. La clé à la solution était d'adopter des matériaux 2D qui consistent essentiellement en une simple couche d'atomes. L'équipe COCHALPEC s'est concentrée sur la synthèse de ces matériaux sous la forme des films nanocristallins. À travers la dispersion uniforme dans un solvant liquide, le diséléniure de tungstène est transformé en fins flocons. Cette solution rassemblant une encre de diséléniure de tungstène est ensuite injectée à l'interface entre deux liquides immiscibles, qui sert de «rouleau» pour former les flocons à partir d'une fine couche de haute qualité. Les photo-électrodes ainsi fabriquées ont été testées et ont semblé être plus efficaces contrairement aux films fins faits à partir du même matériau mais à l'aide d'autres méthodes. D'ici la fin du projet COCHALPEC en mai 2015, l'efficacité de la conversion accomplie était d'environ 1 %. Bien qu'assez faible, il reste une marge d'amélioration qui pourrait offrir des rendements plus élevés à l'avenir.
Mots‑clés
Énergie solaire, systèmes photovoltaïques, hydrogènes, matériaux 2D, diséléniure de tungstène
