Une recherche plein de promesses pour l'énergie propre et renouvelable

Un groupe de recherche de l'Université de technologie Chalmers, en Suède, a fait de grands et rapides progrès dans la mise au point d'une molécule spécialement conçue pour stocker l'énergie solaire en vue d'une utilisation ultérieure. Ces progrès ont été présentés un article récent, publié dans la revue Energy & Environmental Science (http://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2018/ee/c8ee01011k).

Il y a environ un an, l'équipe de recherche a présenté une molécule capable de stocker l'énergie solaire. Sous le soleil, la molécule, faite de carbone, d'hydrogène et d'azote, a la propriété unique d'être transformée en isomère riche en énergie - une molécule qui se compose des mêmes atomes, mais liée ensemble d'une manière différente.

Cet isomère peut alors être stocké pour être utilisé lorsque cette énergie est nécessaire plus tard - par exemple, la nuit ou en hiver. Il se présente sous forme liquide et est adapté pour être utilisé dans un système d'énergie solaire que les chercheurs ont baptisé MOST (Molecular Solar Thermal Energy Storage). Au cours de la dernière année seulement, l'équipe de recherche a fait de grands progrès dans le développement de MOST.

"L'énergie contenue dans cet isomère peut maintenant être stockée pendant 18 ans. Et lorsque nous extrayons l'énergie nous obtenons une augmentation de chaleur qui est supérieure à ce que nous avions osé espérer ", a déclaré le chef de l'équipe de recherche, Kasper Moth-Poulsen, professeur au Département de chimie.

Le groupe de recherche a mis au point un catalyseur pour contrôler la libération de l'énergie stockée. Le catalyseur agit comme un filtre à travers lequel le liquide s'écoule, créant une réaction qui le réchauffe de 63 degrés Celsius. Si le liquide a une température de 20C lorsqu'il est pompé à travers le filtre, il sort de l'autre côté à 83C. En même temps, il remet la molécule sous sa forme originale, afin qu'elle puisse être réutilisée dans le système de réchauffement.

Stockage à long-terme

Au cours de la même période, les chercheurs ont également appris à améliorer la conception de la molécule afin d'augmenter sa capacité de stockage de sorte que l'isomère puisse stocker de l'énergie pendant 18 ans. Il s'agit là d'une amélioration cruciale, car le projet est principalement axé sur le stockage de l'énergie chimique.

L'ensemble de ces avancées signifie que le système énergétique MOST fonctionne désormais de manière circulaire. Tout d'abord, le liquide capte l'énergie de la lumière du soleil, dans un capteur solaire thermique situé sur le toit d'un bâtiment. Il est ensuite stocké à température ambiante, ce qui permet de minimiser les pertes d'énergie. Lorsque l'énergie est nécessaire, elle peut être aspirée par le catalyseur pour que le liquide s'échauffe. Il est prévu que cette chaleur puisse ensuite être utilisée, par exemple, dans des systèmes de chauffage domestique, après quoi le liquide peut être renvoyé sur le toit pour collecter plus d'énergie - le tout sans émissions, et sans endommager la molécule.

"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 Kasper Moth-Poulsen.

Le capteur solaire thermique est un réflecteur concave avec un tube au centre. Il suit la trajectoire du soleil à travers le ciel et fonctionne de la même manière qu'une antenne parabolique, concentrant les rayons du soleil jusqu'à un point où le liquide passe par le tuyau. Il est même possible d'ajouter un tuyau supplémentaire avec de l'eau normale pour combiner le système avec un système de chauffage d'eau conventionnel.

Les prochaines étapes pour les chercheurs consistent à tout combiner en un système cohérent.

"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 ", déclare Kasper Moth-Poulsen.

Le groupe est satisfait des capacités de stockage, mais on pourrait extraire plus d'énergie, estime Kasper. Il espère que le groupe de recherche atteindra bientôt une augmentation de température d'au moins 110 degrés Celsius et pense que la technologie pourrait être utilisée commercialement d'ici 10 ans.

A suivre avec espoir.

Source :
Traduit d'après https://www.eurekalert.org/

Résumé : https://materialsmodeling.org/MOST-papers/

llustration (under Creative Commons) et source originelle : http://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2018/ee/c8ee01011k

Chercheurs : Zhihang Wang,a Anna Roffey,a Raul Losantos,b Anders Lennartson,a Martyn Jevric,a Anne U. Petersen,a Maria Quant,a Ambra Dreos,a Xin Wen,a Diego Sampedro,b Karl Börjessonc and Kasper Moth-Poulsen

A+