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Ce nouveau matériau peut stocker l’énergie solaire pendant des mois

Des chercheurs de l’Université britannique de Lancaster ont étudié le matériau cristallin – un matériau solide avec des parties telles que des atomes, des molécules ou des ions disposés dans une structure microscopique très ordonnée – et ont découvert qu’il possède des propriétés qui lui permettent de capter l’énergie solaire. L’énergie peut être stockée pendant plusieurs mois à température ambiante et peut être libérée à la demande sous forme de chaleur.

Stockage d’énergie solaire

Avec un développement ultérieur, ces matériaux peuvent offrir la possibilité de capter l’énergie solaire pendant les mois d’été et de le stocker pour une utilisation en hiver lorsque moins d’énergie solaire est disponible.

Cela s’avérerait inestimable pour des éléments tels que les systèmes de chauffage hors réseau ou à distance, ou comme ajout écologique au chauffage conventionnel dans les maisons et les bureaux. Il peut potentiellement être produit sous forme de revêtement mince et appliqué sur la surface des bâtiments.

Une étude intitulée « Stockage à long terme de l’énergie solaire dans des conditions ambiantes dans un matériau à changement de phase à base de matériau solide et solide à base de MOF » a été publiée dans la revue Chimie des matériaux.

Comment ça marche

Le matériau cristallin est basé sur le type «métal-cadre organique» (MOF), qui consiste en un réseau d’ions métalliques – atomes ou molécules à charge électrique nette – reliés par des molécules à base de carbone pour créer des structures 3D. Les MOF sont poreux, ils peuvent donc former des matériaux composites en plaçant d’autres petites molécules dans leurs structures. Le composite MOF est solide, il est donc chimiquement stable et facile à contenir.

L’équipe de recherche de Lancaster a voulu savoir si un composite MOF appelé DMOF1, préalablement préparé par une équipe de recherche de l’université japonaise de Kyoto, pouvait être utilisé pour le stockage de l’énergie. Cela n’a jamais été étudié auparavant.

Les pores du MOF étaient remplis de molécules d’azobenzène, un composé qui absorbe fortement la lumière. Ces molécules agissent comme des photo-commutateurs qui peuvent changer de forme lorsqu’un stimulus externe, tel que la lumière ou la chaleur, est appliqué. Les chercheurs ont exposé le matériau à la lumière UV, provoquant le changement de forme des molécules d’azobenzène en une configuration tendue dans les pores du MOF, comme une source courbée. Les pores MOF étroits piègent les molécules d’azobenzène sous leur forme stressée, de sorte que l’énergie potentielle peut être stockée pendant une longue période à température ambiante.

Lorsque la chaleur externe est appliquée comme déclencheur pour «changer» son état, l’énergie est à nouveau libérée, comme un véritable éclat de ressort. Cela fournit de la chaleur qui peut être utilisée pour chauffer d’autres matériaux.

Il est passionnant que des tests supplémentaires aient montré que le matériau est capable de stocker de l’énergie pendant au moins quatre mois.

Dr. John Griffin, chercheur principal de l’étude conjointe, a déclaré:

Le matériau fonctionne un peu comme les matériaux à changement de phase, qui sont utilisés pour fournir de la chaleur aux chauffe-mains. Cependant, alors que les chauffe-mains doivent être chauffés pour les recharger, la bonne chose à propos de ce matériau est qu’il capte l’énergie «gratuite» directement du soleil. Il n’y a pas non plus de pièces mobiles ou électroniques, donc il n’y a pas de pertes dans le stockage et la libération de l’énergie solaire.

Nous espérons qu’avec de nouveaux développements, nous serons en mesure de fabriquer d’autres matériaux qui stockent encore plus d’énergie.

L’étape suivante consiste à explorer d’autres structures MOF ainsi que d’autres types de matériaux cristallins avec un plus grand potentiel de stockage d’énergie.

Prise d’Electrek

Des innovations comme celles-ci sont d’une importance urgente car nous passons rapidement à l’énergie verte et nous nous éloignons des combustibles fossiles. Imaginez avoir des panneaux photovoltaïques et la capacité de stocker l’énergie solaire provenant de ces panneaux mois.

Quel changement de jeu ce serait dans le monde de l’énergie, en particulier pour les personnes vivant dans des climats saisonniers, comme l’Europe du Nord, où il peut être ensoleillé en été et gris en hiver.

Il s’agit d’un développement très excitant, qui doit absolument être surveillé pour voir quelle est la prochaine étape.

Photo: Pixabay / Pexels.com

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