Un équipe de l’Université de Californie à Santa Barbara a développé une molécule capable de capturer l’énergie du soleil, de la stocker pendant des heures et de la libérer ensuite sous forme de chaleur.
La découverte, publiée dans Science, pourrait transformer la manière dont l’énergie renouvelable est exploitée, en surmontant l’une des principales limitations de l’énergie solaire : sa disponibilité uniquement pendant la journée.
Le principe de fonctionnement
La molécule modifiée, appelée pyrimidone, appartient à la ligne de recherche connue sous le nom de stockage solaire thermique moléculaire (MOST).
- Lorsqu’elle reçoit des radiations solaires, la molécule change de configuration et stocke l’énergie dans ses liaisons chimiques.
- Cet état « chargé » peut rester stable pendant des heures.
- Lorsqu’elle reçoit un stimulus (chaleur ou catalyseur), la molécule revient à sa forme originale et libère l’énergie accumulée sous forme de chaleur.
Ce processus est réversible et réutilisable, ce qui signifie que la molécule peut être chargée et déchargée plusieurs fois sans se dégrader.
Inspiration de la nature
Les chercheurs se sont inspirés de processus présents dans l’ADN, dont les composants réagissent aux radiations ultraviolettes en changeant temporairement de forme.
Avec des modèles informatiques développés avec le chimiste Ken Houk, ils ont optimisé la transformation moléculaire pour capturer l’énergie solaire de manière plus efficace.
Potentiel énergétique
Le matériau atteint une densité énergétique de 1,6 mégajoules par kilogramme, supérieure à celle de nombreuses batteries au lithium-ion. Lors des tests en laboratoire, la chaleur libérée a été suffisante pour faire bouillir de l’eau dans des conditions ambiantes, démontrant son applicabilité pratique.
Les scientifiques comparent son comportement à un ressort mécanique : la lumière solaire le « comprend » et le laisse chargé d’énergie, qui est libérée lorsque la molécule revient à son état original.
Applications possibles
- Chauffage domestique : le matériau pourrait être intégré dans des systèmes pour chauffer l’eau ou les environnements.
- Collecteurs solaires urbains : en se dissolvant dans l’eau, il pourrait circuler dans des installations sur les toits des bâtiments, stockant l’énergie pendant la journée et la libérant la nuit.
- Économie énergétique : son utilisation permettrait de réduire la dépendance aux batteries électriques et aux combustibles fossiles.
Implications pour la transition énergétique
Si de futures recherches confirment sa stabilité et son efficacité à grande échelle, cette technologie pourrait devenir une alternative disruptive pour le stockage de l’énergie solaire. Au lieu de dépendre exclusivement des batteries, l’avenir énergétique pourrait s’appuyer sur des molécules conçues pour capturer et libérer de l’énergie à la demande.
La création de cette molécule marque un pas décisif vers un modèle énergétique plus durable. En permettant de stocker l’énergie solaire dans des liaisons chimiques et de la libérer sous forme de chaleur lorsque nécessaire, elle ouvre de nouvelles possibilités pour la décarbonisation et l’innovation technologique dans les énergies renouvelables.
