L’énergie solaire bientôt mise en bouteille ?

Même si elle est encore loin d’être commercialisable à grande échelle, cette découverte pourrait bien révolutionner d’ici peu l’industrie solaire.

Un fluide moléculaire aux propriétés intrigantes

L’idée se présente sous forme d’un fluide moléculaire, un carburant solaire thermique qui fonctionne comme une batterie rechargeable. À la différence près que ce n’est pas de l’électricité qui est utilisée mais la lumière du Soleil qui ressort, à la demande, sous forme de chaleur. Même si l’idée en soi n’est pas neuve et a fait l’objet de nombreuses publications antérieures, l’originalité du projet suédois est que la composition de cette molécule sous forme liquide – un dérivé du nobornadiène – est relativement simple et peu coûteuse à mettre au point : elle est uniquement constituée de carbone, d’hydrogène et d’azote. Exposée à la lumière du jour, celle-ci réagit pour former une nouvelle structure moléculaire que l’on appelle un isomère : sa composition reste la même mais l’agencement et les liens entre ses atomes changent. Les fortes liaisons de l’isomère capturent l’énergie solaire et la stockent, même lorsque la molécule se refroidit à la température ambiante.

L’énergie contenue dans cet isomère peut ensuite être libérée en inversant le procédé. Le fluide passe à travers un catalyseur à base de cobalt qui remet en place les liaisons originales des atomes de la molécule. L’isomère reprend sa forme initiale et relâche l’énergie stockée sous forme de chaleur.

Une capacité de stockage de 18 ans !

Le nouveau fluide a été mis à l’épreuve dans un prototype de système énergétique. Placé sous le toit d’un bâtiment de physique de l’Université Chalmers, le système se compose d’un réflecteur concave avec un tuyau au centre, qui suit le Soleil comme une sorte de parabole satellite, et fonctionne en circuit fermé. Le liquide est pompé à travers des tubes transparents et chauffé par la lumière du Soleil, transformant la molécule de nobornadiène en son isomère piégeur de chaleur, le quadricyclane. Il est ensuite stocké à température ambiante avec une perte d’énergie minimale. Lorsque l’énergie doit être restituée, le fluide est filtré à travers un catalyseur spécial qui reconvertit la molécule dans sa forme originale, réchauffant le liquide de 63°C.

Les chercheurs ont soumis le fluide à ce cycle plus de 125 fois afin de vérifier la capacité à utiliser et réutiliser l’énergie solaire sans risque ni pour l’énergie en elle-même, ni pour sa molécule hôte. Les essais se sont avérés concluants. À terme, le fluide serait capable de contenir jusqu’à 250 wattheures d’énergie par kilogramme, soit le double de la capacité énergétique des batteries Powerwall de Tesla. Son isomère serait capable de stocker l’énergie du Soleil pendant 18 ans et, avec de bonnes configurations moléculaires, il serait même possible d’obtenir encore plus de chaleur du système, au moins 110°C de plus !

Verra-t-on bientôt ce nouveau fluide alimenter en hiver les chauffages domestiques, chauffe-eau, lave-vaisselle et sèche-linge de tout un immeuble, voire même générer de l’électricité, avant de regagner les toits ? Peut-être mais certainement pas pour tout de suite. Certes le système fonctionne mais de nombreuses améliorations restent encore à faire. D’après les chercheurs, si tout se passe comme prévu et si les investisseurs suivent, cette technologie pourra être commercialisée dans une bonne dizaine d’années.

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