De nouveaux types de diodes électriques permettent à des panneaux « solaires » de produire même la nuit

C’est un des principaux obstacles à l’utilisation massive de l’énergie solaire : suite au cycle jour/nuit de notre planète, le rendement de celle-ci reste immanquablement épisodique. Mais est-ce vraiment une fatalité ? Pas forcément, selon une équipe d’ingénieurs australiens qui a utilisé une technologie similaire à celle des lunettes de vision nocturne pour générer de l’électricité à partir de l’obscurité.

Résumé de la manière la plus basique qui soit, le fonctionnement d’un panneau solaire est très simple : il capte la chaleur émise par le soleil afin de la convertir en énergie électrique. Or, certains matériaux semblent capables de fonctionner dans l’autre sens : restituer durant la nuit la chaleur stockée dans le sol en la diffusant dans l’atmosphère et, au passage, produire de l’électricité. Un véritable game changer si cette technologie était suffisamment maitrisée pour participer à notre approvisionnement électrique.

Car elle fonctionne, même si jusqu’à présent, le prototype mis au point par une équipe australienne ne génère qu’une petite quantité d’énergie, nuance Science Alert.

« Détourner l’énergie d’une Terre chaude vers l’Univers froid »

« Le photovoltaïque, la conversion directe de la lumière du soleil en électricité, est un processus artificiel que les humains ont développé afin de convertir l’énergie solaire en électricité », explique Phoebe Pearce, physicienne de l’université de Nouvelle-Galles-du-Sud. « En ce sens, le processus thermoradiatif est similaire ; nous détournons l’énergie circulant dans l’infrarouge d’une Terre chaude vers l’Univers froid. »

Là encore, si on le résume grossièrement, le phénomène est simple : en mettant les atomes de n’importe quel matériau en émoi sous l’effet de la chaleur, ceux-ci vont générer des ondulations de faible énergie sous forme de lumière infrarouge. Cette agitation électronique peut déclencher un lent courant électrique. Tout ce qu’il faut ensuite, c’est appareil semi-conducteur qui agit comme commutateur à sens unique de courant appelé diode.

2,26 milliwatts par mètre carré…

Dans ce cas, la diode est composée de tellurure de mercure et de cadmium (MCT), un alliage qui a la capacité d’absorber la lumière infrarouge de moyenne et longue portée et de la transformer en courant électrique. Chauffé à environ 20 degrés Celsius, l’un des détecteurs photovoltaïques MCT testés a généré une densité de puissance de 2,26 milliwatts par mètre carré. Autant le préciser tout de suite : c’est peu.

« Pour l’instant, la démonstration que nous avons avec la diode thermoradiative est comparativement très faible en puissance. L’un des défis consistait à détecter cette production », rappelle Ned Ekins-Daukes, le chercheur principal de l’étude. « Mais la théorie dit qu’il est possible pour cette technologie de produire à terme environ 1/10e de la puissance d’une cellule solaire. »

Avec de tels rendements, il pourrait être intéressant d’intégrer des diodes MCT dans des réseaux photovoltaïques plus classiques afin qu’elles continuent à alimenter les batteries longtemps après le coucher du soleil.

… Mais c’est une première

Utiliser le refroidissement de la planète comme source de rayonnement à faible énergie est une idée que les ingénieurs entretiennent depuis un certain temps déjà. « En bout de ligne, cette technologie pourrait potentiellement récolter cette énergie et supprimer le besoin de batteries dans certains appareils – ou aider à les recharger », explique M. Ekins-Daukes. Une option supplémentaire dans notre mix énergétique donc, si cette piste s’avère réellement prometteuse.

Plus
Marchés
Ma liste de suivi
Marchés
BEL20