Anne Trafton, News Office, MIT - Titre d'origine: MIT primed to unleash solar revolution

Les Scientifiques s'inspirent du système de stockage d'énergie des plantes.
Le pas qui sépare l'énergie solaire en tant que source marginale alternative de puissance et comme une source principale d'énergie, pourrait bien avoir été esquissé par les chercheurs du MIT puisqu'ils ont franchit une barrière majeure pour amener la puissance solaire à l'échelle de masse: entreposer l'énergie du soleil quand celui-ci ne brille pas.

Jusqu'à présent, l'énergie solaire était principalement une énergie "du jour", car stocker son énergie pour un usage ultérieur était particulièrement couteux et plutôt inefficace. Avec l'annonce fait aujourd'hui, les chercheurs du MIT ont décrit un processus simple, peu couteux et très efficace pour accumuler l'énergie solaire. Ne nécessitant que des matériaux abondants, naturels et non toxiques, cette découverte pourrait déverrouiller l'accès au plus grand potentiel d'énergie non émettrice de carbone: le soleil. "C'est le Nirvana de ce dont nous parlons depuis des années," dit Daniel Nocera, professeur "Henry Dreyfus" à l'énergie du MIT et principal auteur de l'article du 31 Juillet de Science décrivant leurs travaux. "L'énergie solaire a toujours été une solution limitée par la technologie. Nous pouvons dorénavant la considérer comme très bientôt illimitée."

Inspirée par la photosynthèse des plantes, Nocera et Matthew Kanan, post-doctorant, ont développé un nouveau procédé qui permet d'utiliser le soleil pour casser les molécules d'eau en gaz hydrogène et oxygène. Ceux-ci peuvent être alors utilisés en les recombinant dans des piles à combustibles, fournissant de l'énergie électrique pour alimenter maisons, voitures, quelle que soit l'heure du jour ou de la nuit.

L'élément déterminant du procédé de Noceria et de Kanan est un nouveau catalyseur qui produit de l'oxygène à partir de l'eau; un autre catalyseur produisant l'estimable hydrogène. Ce nouveau catalyseur est à base de métal de cobalt, de phosphate et d'une électrode placée dans l'eau. Lorsque de l'électricité - soit d'origine photovoltaïque, soit d'origine éolienne, ou tout autre ressource - parcours l'électrode, le cobalt et le phosphate forment une fine pellicule sur l'électrode ce qui produit de l'oxygène.

Combiné avec d'autres catalyseurs, tel que le platine qui peut produire de l'hydrogène à partir de l'eau, le système peut reproduire la séparation de l'eau qui se produit pendant la photosynthèse.

Le nouveau catalyseur fonctionne à température ambiante, avec de l'eau à pH neutre et est facile à mettre en œuvre. "Voilà pourquoi je sais que cela va fonctionner: l'implémentation est facile" ajoute-t-il.

"Un pas de géant" pour l'énergie "propre"
La lumière du soleil a le plus grand potentiel énergétique pour résoudre les "problèmes d'énergie" du monde, dit Nocera. En une heure, le soleil éclaire la terre d'un potentiel d'énergie suffisant pour subvenir aux besoins énergétiques des habitants pendant une année entière.

James Barber, spécialiste dans l'étude de la photosynthèse qui n'était pas impliqué dans cette recherche, qualifie la découverte de Nocera et de Kanan de "pas de géant" vers une énergie "propre, sans émission de carbone" à grande échelle. "c'est une découverte majeure avec des implications énormes pour la "prospérité" de l'humanité, dit Barber, professeur "Ernst Chain" de biochimie du Collège Impérial de Londres. "L'importance de leur découverte ne peut être surpassée puisqu'elle ouvre les portes du développement de nouvelles technologies destinées à la production d'énergie, réduisant ainsi notre dépendance aux énergies fossiles et prenant en compte le problème du changement climatique global.

Le Début
Les catalyseurs actuels, souvent utilisés industriellement et qui séparent l'eau grâce à de l'électricité, ne conviennent pas pour la photosynthèse artificielle car ils sont très chers, et nécessite un environnement basique (dangerosité) qui a peu de rapport avec les conditions sous lesquelles opère la photosynthèse. Des recherches supplémentaires sont encore nécessaires pour intégrer cette nouvelle découverte scientifique dans les systèmes photovoltaïques existants, mais Nocera dit qu'il est confient qu'un tel système devienne réalité. "Ce n'est que le début," dit Nocera, prospecteur principal du Projet de Revolution Solaire soutenu par la "Fondation de la Famille Chesonis" et co-directeur du Centre des Frontières Solaires Eni-MIT. "La communauté scientifique va véritablement s'engouffrer dans la brèche".

Nocera espère que d'ici à une dizaine d'année, les propriétaires particuliers pourront alimenter leur maison grâce au photovoltaïque pendant le jour, ainsi qu'utiliser l'excès d'énergie solaire pour produire hydrogène et oxygène pour alimenter leur propre pile à combustible. L'électricité par raccordement centralisé pourrait alors être un concept dépassé.

Le projet fait partie de l'Initiative du MIT pour l'Energie (IMITE), un programme soutenant la transformation du système énergétique global en celui qui satisferaient les "besoins" (?) du futur, et qui pousse à construire un pont vers ce futur en modifiant les systèmes énergétiques actuels. Ernest Moniz, directeur de l'IMITE, Cecil et Ida Green, professeurs de Physique et de Systèmes appliqués, notent que "cette découverte du laboratoire de Nocera démontre que transiter de notre système d'énergie actuel vers un système basé sur des énergie renouvelables dépend lourdement des connaissances scientifiques."

Le succès du laboratoire de Nocera montre l'impact du mélange des ressources de financement - gouvernement, philanthropie, et industrie. Ce projet a été financé par la Fondation National pour la Science et la Fndation de la Famille Chenosis, qui donna au MIT 10 millions de dollar ce printemps pour le Projet pour la Révolution Solaire, avec pour but de rendre disponible à grande échelle l'énergie solaire d'ici les 10 prochaines années.