L’électrolyse solaire directe, désormais jusqu’à 10 fois plus efficace

En imitant la photosynthèse naturelle

(Rinnovabili.it) – Leélectrolyse solaire direct il se met en marche et, grâce au travail d’un groupe d’ingénieurs aux États-Unis, améliore son efficacité de travail de 10 fois. Donner une nouvelle promesse à la génération d’hydrogène vert.

Pour produire de l’H2 vert, c’est-à-dire totalement exempt d’émissions qui modifient le climat, une seule exigence est nécessaire : l’électricité utilisée pour séparer les molécules d’eau doit être fournie à partir de sources renouvelables. Mais le chemin entre les centrales éoliennes ou photovoltaïques et les électrolyseurs pourrait parfois être trop « complexe » et pas forcément durable. C’est pourquoi il y a ceux qui continuent d’étudier les systèmes de production directe qui imitent certaines étapes clés de la photosynthèse naturelle.

Les dernières avancées dans ce domaine proviennent d’une équipe duUniversité du Michigandirigé par le professeur Zetian Mi. Le groupe a développé un nouveau type de panneau solaire capable de séparer photocatalytiquement l’eau avec unplus grande efficacité par rapport à la norme actuelle.

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Un nouveau catalyseur pour l’électrolyse solaire directe

Le succès de cette stratégie découle des effets synergiques de deux éléments : la concentration de lumière solaire et l’utilisation d’un photocatalyseur et semi-conducteur autocicatrisant à base de nitrure d’indium et de gallium. Ce dernier élément est capable de résister à une lumière de 160 soleils tout en exploitant la partie énergétique la plus élevée du spectre pour diviser l’eau. Pas seulement. Ses performances s’améliorent avec l’usage en évitant le processus de dégradation auquel sont destinés les photocatalyseurs traditionnels en électrolyse solaire directe.

De plus, le nouveau semi-conducteur continue de fonctionner efficacement même à des températures élevées, un facteur capable d’accélérer le processus de séparation de l’eau, tout en facilitant la séparation entre l’hydrogène et l’oxygène. C’est pourquoi l’équipe a ajouté une couche isolante sur le dessus du panneau pour maintenir la température à 75 degrés Celsius.

Hydrogène vert pas cher

L’utilisation d’un système de concentration a également permis d’économiser de la matière. « Nous avons réduit la taille du semi-conducteur plus de 100 fois par rapport à certains semi-conducteurs qui ne fonctionnent qu’à faible intensité lumineuse », il a déclaré Peng Zhouchercheur et premier auteur de l’étude. « L’hydrogène produit par notre technologie pourrait être très bon marché ».

Testé à l’extérieur, le nouveau système d’électrolyse solaire a atteint une efficacité de 6,1 % pour transformer le soleil et l’eau en hydrogène vert. Dans les conditions de laboratoire plus stables, le rendement atteint plutôt un 9,2 %. Les prochains défis ? Améliorer encore l’efficacité et viser à obtenir de l’hydrogène de très haute pureté à alimenter directement dans les piles à combustible. La recherche a été publiée dans Nature (texte anglais).

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