Des scientifiques aux États-Unis et en Arabie saoudite ont exploité les capacités d'une cellule solaire et d'une batterie dans un seul appareil, une "batterie à flux solaire" qui absorbe la lumière du soleil et la stocke efficacement sous forme d'énergie chimique pour une utilisation ultérieure à la demande. Leurs recherches, publié le 27 septembre dans la revue Chimie , pourrait rendre l'électricité plus accessible dans les régions reculées du monde.

Alors que la lumière du soleil est de plus en plus attrayante en tant que source d'énergie propre et abondante, il a une limitation évidente - il n'y a qu'une quantité limitée de soleil par jour, et certains jours sont beaucoup plus ensoleillés que d'autres. Afin de garder l'énergie solaire pratique, cela signifie qu'une fois la lumière du soleil convertie en énergie électrique, il doit être stocké. Normalement, cela prend deux appareils - une cellule solaire et une batterie - mais la batterie à flux solaire est conçue pour fonctionner comme les deux.

"Par rapport aux dispositifs séparés de conversion d'énergie solaire et de stockage d'énergie électrochimique, combiner les fonctions d'appareils séparés en un seul, dispositif intégré pourrait être un plus efficace, évolutif, compact, et une approche rentable de l'utilisation de l'énergie solaire, " dit Song Jin, professeur de chimie à l'Université du Wisconsin-Madison. Jin et son équipe ont développé l'appareil en collaboration avec Jr-Hau He, professeur de génie électrique à l'Université des sciences et technologies du roi Abdallah (KAUST) en Arabie saoudite.

La batterie à flux solaire a trois modes différents. Si l'énergie est nécessaire tout de suite, il peut agir comme une cellule solaire et convertir immédiatement la lumière du soleil en électricité. Autrement, l'appareil peut absorber l'énergie solaire le jour et la stocker sous forme d'énergie chimique pour la fournir plus tard sous forme d'électricité lorsque la nuit tombe ou que le ciel devient nuageux. L'appareil peut également être chargé par l'énergie électrique si nécessaire, tout comme une batterie typique. Le modèle de batterie à flux solaire le plus récent de l'équipe est capable de stocker et de fournir de l'électricité à partir de l'énergie solaire plus efficacement que tout autre dispositif intégré existant actuellement.

Jin pense que la batterie à flux solaire pourrait aider à transcender les limites du réseau électrique en rendant l'électricité plus facilement accessible aux personnes vivant dans les zones rurales et en fournissant une source d'énergie alternative en cas de défaillance des systèmes électriques traditionnels.

"Ces batteries à flux solaire intégrées seront particulièrement adaptées en tant que systèmes de conversion et de stockage d'énergie solaire distribués et autonomes dans des endroits éloignés et permettront une électrification pratique hors réseau, " dit Jin.

La fabrication des batteries à flux solaire actuelles est encore trop chère pour les marchés du monde réel, mais Jin croit des conceptions plus simples, matériaux de cellules solaires moins chers, et les progrès technologiques pourraient contribuer à réduire les coûts à l'avenir. Et bien que le modèle actuel soit relativement efficace, l'équipe a des plans pour améliorer encore sa conception. Une partie de la tension de l'appareil actuel va encore être gaspillée, ce qui signifie que les scientifiques devront peut-être modifier les espèces redox et les matériaux des photoélectrodes qui fonctionnent en tandem pour convertir l'énergie solaire en sortie électrique. Mais Jin pense que, avec des recherches plus poussées, les batteries à flux solaire pourraient bientôt être pratiques.

« Nous pensons que nous pourrions éventuellement atteindre une efficacité de 25 % en utilisant des matériaux solaires émergents et une nouvelle électrochimie, " dit Jin. " A cette plage d'efficacité, sans utiliser les coûteuses cellules solaires, il devrait être assez compétitif par rapport aux autres technologies d'énergie renouvelable. Ensuite, je pense que la commercialisation pourrait être possible."