L'énergie solaire a le vent en poupe. De nombreuses avancées techniques ont rendu les cellules solaires très efficaces et abordables ces dernières années. Un gros inconvénient réside dans le fait que les cellules solaires ne produisent aucune électricité lorsqu'il pleut. Cela peut changer, cependant :dans le journal Angewandte Chemie , Des chercheurs chinois ont maintenant introduit une nouvelle approche pour fabriquer une cellule solaire tout temps qui est déclenchée à la fois par la lumière du soleil et les gouttes de pluie.
Pour la conversion de l'énergie solaire en électricité, l'équipe de l'Université océanique de Chine (Qingdao) et de l'Université normale du Yunnan (Kunming, Chine) a développé une cellule solaire à colorant hautement efficace. Afin de permettre à la pluie de produire également de l'électricité, ils ont recouvert cette cellule d'une fine couche de graphène.
Le graphène est une forme bidimensionnelle de carbone dans laquelle les atomes sont liés en un agencement en nid d'abeille. Il peut être facilement préparé par l'oxydation, exfoliation, et la réduction subséquente du graphite. Le graphène se caractérise par ses propriétés électroniques inhabituelles :il est conducteur d'électricité et riche en électrons qui peuvent se déplacer librement sur toute la couche (délocalisé). En solution aqueuse, le graphène peut lier des ions chargés positivement avec ses électrons (interaction acide-base de Lewis). Cette propriété est utilisée dans les procédés à base de graphène pour éliminer les ions plomb et les colorants organiques des solutions.
Ce phénomène a inspiré les chercheurs travaillant avec Qunwei Tang à utiliser des électrodes de graphène pour obtenir de l'énergie à partir de l'impact des gouttes de pluie. Les gouttes de pluie ne sont pas de l'eau pure. Ils contiennent des sels qui se dissocient en ions positifs et négatifs. Les ions chargés positivement, y compris le sodium, calcium, et des ions ammonium, peut se lier à la surface du graphène. Au point de contact entre la goutte de pluie et le graphène, l'eau s'enrichit en ions positifs et le graphène s'enrichit en électrons délocalisés. Il en résulte une double couche composée d'électrons et d'ions chargés positivement, une caractéristique connue sous le nom de pseudocondensateur. La différence de potentiel associée à ce phénomène est suffisante pour produire une tension et un courant.
