En utilisant de minuscules particules de graphite 1000 fois plus petites que la largeur d'un cheveu humain, Les ingénieurs mécaniciens de l'Arizona State University espèrent augmenter l'efficacité et la rentabilité des centrales solaires.
Les panneaux solaires photovoltaïques (PV) se multiplient sur les toits, mais ils ne sont pas nécessairement la meilleure solution d'énergie solaire. "La grande limitation des panneaux photovoltaïques est qu'ils ne peuvent utiliser qu'une fraction de la lumière du soleil qui les frappe, et le reste se transforme en chaleur, ce qui nuit réellement à la performance des panneaux, " explique Robert Taylor, un étudiant diplômé en génie mécanique à l'Arizona State University.
Une alternative qui peut profiter de toute la lumière du soleil, y compris les PV légers ne peuvent pas utiliser, est le capteur solaire thermique. Le but de ces collectionneurs - qui prennent la forme de plats, panneaux, tubes sous vide, tours, et plus encore - est de collecter de la chaleur qui peut ensuite être utilisée pour faire bouillir de l'eau pour faire de la vapeur, par exemple, qui entraîne une turbine pour produire de l'électricité.
Pour augmenter encore l'efficacité des capteurs solaires, Taylor et ses collègues ont mélangé des nanoparticules – des particules d'un milliardième de mètre – dans les huiles de transfert de chaleur normalement utilisées dans les centrales solaires thermiques. Les chercheurs ont choisi des nanoparticules de graphite, en partie parce qu'ils sont noirs et donc absorbent très bien la lumière, ce qui en fait des collecteurs de chaleur efficaces. Lors d'essais en laboratoire avec des collecteurs de petites assiettes, Taylor et ses collègues ont découvert que les nanoparticules augmentaient l'efficacité de la collecte de chaleur jusqu'à 10 %. "Nous estimons que cela pourrait signifier jusqu'à 3,5 millions de dollars de revenus supplémentaires par an pour une centrale solaire de 100 mégawatts, " il dit.
Quoi de plus, Taylor ajoute, les nanoparticules de graphite "sont bon marché" - moins de 1 $ le gramme - mais avec 100 grammes de nanoparticules offrant la même surface de collecte de chaleur qu'un terrain de football entier. "Il serait également possible de filtrer les nanoparticules de suie, qui ont un potentiel d'absorption similaire, des centrales à charbon pour une utilisation dans les systèmes solaires, " dit-il. " Je pense que cette idée est particulièrement séduisante :utiliser un polluant pour récolter proprement, énergie solaire verte."
