La rouille, l’oxyde de fer le plus répandu aussi appelé hématite, est connue soit comme l’état final du fer laissé à l’abandon, soit comme le minerai de fer brut. Toutefois, elle pourrait maintenant être connue comme le matériau qui rend possible un stockage efficace de l’énergie solaire.
Le Prof. Avner Rothschild du Department of Materials Science and Engineering du Technion et son équipe viennent de publier dans le prestigieux journal Nature Materials [1] le résultat de leurs études sur l’utilisation de l’oxyde de fer pour stocker de l’énergie. Les panneaux solaires ont plusieurs défauts: le coût des métaux rares utilisés, l’efficacité limitée du processus ainsi que la nécessité d’une bonne exposition. Une solution envisagée est l’utilisation de l’énergie solaire pour séparer l’eau en oxygène et hydrogène et de réutiliser ces éléments pour générer de l’électricité au besoin.
C’est justement ce que viennent d’accomplir les chercheurs du Technion: en utilisant de l’oxyde de fer, matériau qui ne craint pas l’eau pour stocker ces espèces et un système de piégeage de la lumière. Ainsi, la lumière rentre dans la matrice d’oxyde de fer, dopée à l’oxyde de titane afin d’améliorer ses propriétés photovoltaïques, et est reflétée sur ses parois internes, ce qui augmente considérablement le rendement optique. Des phénomènes optiques d’interférences entre les divers rayons reflétés contribuent à améliorer la conversion de la lumière en porteurs de charge qui sont ensuite collectés avant de se dissiper. Ce système permet d’éviter que la plus grande partie du flux lumineux soit reflétée sans que son énergie ait pu être transformée en électricité.
Cette nouvelle méthode présente de nombreux avantages: beaucoup moins de métaux chers, la possibilité de stocker l’énergie pour une utilisation ultérieure et l’utilisation de matériaux, l’oxyde de fer, très faciles à obtenir. Les chercheurs espèrent aussi que la validation de leur travail permettra de voir émerger des panneaux solaires de « seconde génération »: moins chers, plus efficaces et plus pratiques. Il est également possible d’imaginer, au très long terme, que ce genre de couple panneau solaire/pile à hydrogène puisse être adapté à des utilisations plus courantes.
Hendrik Eijsberg, VI chercheur au Technion
sources:
