Nombreuses ont été les innovations, au cours de ces dernières années, en matière de production d’énergie solaire (nanotechnologies, photosynthèse artificielle, etc.). L’objectif : obtenir un rendement optimal à coûts réduits. Dernièrement, une équipe de chercheurs américains du Massachusetts Institute of Technology (MIT) a mis au point un procédé novateur qui pourrait bien constituer une petite révolution dans le domaine de la production d’énergie dans les décennies à venir.

[stextbox id=”info”]Le principe : convertir les sources lumineuses en chaleur tout en absorbant l’eau pour produire de la vapeur[/stextbox]

Outre l’usage de cellules photovoltaïques classiques, il est possible de produire de l’énergie solaire grâce à des centrales thermodynamiques à concentration, dont le principe consiste à concentrer les rayons issus du soleil à l’aide de miroirs permettant de chauffer un fluide caloporteur. La vapeur ainsi générée peut servir à produire de l’électricité, mais aussi à dessaler l’eau de mer ou à stériliser des ustensiles.

En partant de ce principe, une équipe de chercheurs du MIT, soudée autour de Hadi Ghasemi, a mis au point un matériau synthétique visant à convertir l’énergie solaire en vapeur de manière optimale. Les résultats de la découverte ont été publiés dans un article de la revue spécialisée “Nature Communications”.

Matérialisée sous la forme d’une galette de carbone, cette solution fonctionne telle une éponge. Elle est capable d’attirer et de retenir des sources lumineuses afin de les convertir en chaleur et d’absorber, dans le même temps, l’eau de la centrale solaire. C’est ainsi qu’est obtenue la vapeur d’eau, dont il peut être fait de multiples usages.

La galette est constituée de flocons de graphite disposés sur une mousse en carbone, suffisamment poreuse et légère pour flotter sur l’eau. Lorsque de la lumière solaire touche la galette, le graphite chauffe pour faire remonter l’eau par capillarité à travers les pores de la mousse de carbone. Puis, l’eau se vaporise dans la couche de graphite et la galette, à la manière d’une éponge, absorbe et évapore du liquide.

[stextbox id=”info”]Quelles applications ?[/stextbox]

Le recours à l’énergie solaire pour produire de la vapeur n’est pas à un fait nouveau. Mais le procédé mis au point par les chercheurs du MIT est novateur dans le sens où, d’une part, le taux de conversion de l’énergie solaire en vapeur est grandement augmenté et où, d’autre part, il emploie une technologie dont les coûts sont modestes, contrairement aux centrales solaires thermiques à concentration développées jusqu’alors.

En effet, avec un un faisceau de lumière d’une intensité dix fois supérieure à celle d’une journée ensoleillée normale (une telle intensité est facilement obtenue grâce à l’action des miroirs), le taux de conversion obtenu est de 85%. En comparaison, il faut une intensité 1.000 fois supérieure pour obtenir le même taux de rendement avec des nanoparticules !

Développée à grande échelle, cette nouvelle technologie pourrait bien apporter des solutions aux problématiques qui pèsent sur l’avenir des continents africain ou asiatique, tel que l’accès à l’eau potable. “La vapeur est un élément important dans le processus de désalinisation ou de stérilisation, et notamment dans les zones isolées du monde où l’unique source d’énergie est le soleil, explique Hadi Ghasemi dans un communiqué. Pouvoir utiliser l’énergie solaire pour produire de la vapeur rapidement et à moindre coût serait très utile”.