Une avancée révolutionnaire : la molécule qui garde l’énergie solaire
En hiver, maximiser l’usage de la lumière et de la chaleur du soleil en levant les rideaux est une stratégie courante pour réchauffer son domicile. Cependant, la chute de la nuit signale la fin de cette chaleur naturelle. Imaginez pouvoir conserver cette chaleur solaire pour l’utiliser lorsque vous en avez besoin. Des chercheurs de l’Université de Californie à Santa Barbara ont développé une molécule capable de capturer la lumière du soleil, de l’emmagasiner pendant des années sans pertes et de la libérer à la demande, comme l’indiquent leurs recherches publiées dans Science.
Une technologie innovante : la pirimidona
La recherche dirigée par la professeur Grace Han a donné naissance à la pirimidona, une molécule organique inspirée de l’ADN. Elle est unique en son genre, car elle capte l’énergie solaire, l’enregistre dans des liaisons chimiques et peut la relâcher sous forme de chaleur, de manière contrôlée et réversible. Contrairement aux batteries traditionnelles, la pirimidona ne nécessite ni branchements ni batteries.
Un défi énergétique : le stockage de l’énergie solaire
La problématique du stockage de l’énergie solaire a souvent freiné l’adoption généralisée de cette source d’énergie renouvelable. Non seulement les batteries classiques se dégradent avec le temps et sont lourdes, mais elles comportent également divers risques de gestion et sont coûteuses. L’approche de Han sur l’accumulation thermique moléculaire (MOST) constitue un pas décisif pour surmonter ces obstacles, car elle offre des densités énergétiques compétitives et des températures de libération adéquates.
Pourquoi cette découverte est essentielle
Cette recherche franchit deux barrières majeures :
- Densité énergétique significative : Plus de 1,6 mégajoule par kilogramme, presque le double de celle d’une batterie lithium-ion.
- Chaleur suffisante : Elle peut libérer assez de chaleur pour faire bouillir de l’eau dans des conditions normales.
De plus, cette molécule soluble dans l’eau pourrait intégrer des systèmes de circulation pour des collecteurs solaires, facilitant son application pour le chauffage résidentiel et l’eau chaude sanitaire dans des zones non desservies par le réseau électrique.
Le fonctionnement de la pirimidona
Contrairement aux cellules photovoltaïques, qui convertissent la lumière en électricité, la pirimidona transforme la lumière en énergie chimique qu’elle stocke. Conçue par modélisation informatique pour être aussi compacte que possible, elle agit comme un ressort. Lorsqu’elle absorbe de la lumière ultraviolette, elle subit un changement réversible de forme, atteignant un état énergétique élevé stable pendant des années jusqu’à ce qu’un stimulus externe provoque sa relaxation, libérant ainsi la chaleur accumulée.
Des recherches parallèles en Europe
Des travaux similaires ont émergé. En 2024, une équipe de l’Université Polytechnique de Catalogne a proposé un dispositif hybride intégrant un système MOST directement dans une cellule photovoltaïque en silicium, améliorant ainsi l’efficacité énergétique globale.
Perspectives et défis à relever
Deux études distinctes sur la technologie MOST montrent qu’elle est en passe de devenir plus qu’un simple concept de laboratoire. Cependant, son déploiement à grande échelle et la réduction des coûts représentent encore des défis significatifs à surmonter.
Conclusion
La découverte de la pirimidona par l’équipe de Grace Han marque une avancée prometteuse vers une meilleure gestion de l’énergie solaire. En permettant de stocker et de libérer la chaleur à la demande, cette innovation pourrait transformer nos pratiques énergétiques pour un avenir plus durable.