Une nouvelle technologie durable pour l'énergie solaire ?
Par Benje le lundi, juillet 30 2012, 23:10 - Nouvelles Scientifiques - Lien permanent
Après l'accident de Fukushima, le besoin d'alternatives à l'énergie
nucléaire est devenu de plus en plus clair. La recherche de nouvelles
technologies s'est ainsi intensifiée. Il s'agit de développer des
technologies durables utilisant des matériaux abondants et bons marchés qui puissent être intégrées à une production de masse.
L'enjeu est important et les pistes sont nombreuses mais peu semblent
déboucher. Une des pistes prometteuses est le développement de cellules
solaires à pigment photosensible (Dye-sensitized Solar Cell ou DSC).
Une cellule DSC est un système photo-électrochimique inspiré de la
photosynthèse végétale. Il est constitué d'un électrolyte (analogue à l'eau dans la photosynthèse) qui donne un électron sous l'effet d'un pigment excité par un rayonnement solaire (analogue à un pigment photosynthétique tel que la chlorophylle). Le pigment photosensible est imprégné dans un matériau semi-conducteur fixé à la paroi transparente et conductrice située face au soleil,
de sorte que l'électron libéré par le pigment diffuse jusqu'à la paroi
conductrice à travers le matériau semi-conducteur pour venir s'accumuler
dans la paroi supérieure de la cellule et générer une différence de
potentiel avec la paroi inférieure. Les DSC couramment utilisées sont
composées d'un semi-conducteur en dioxyde de titane qui est imprégné de
polypyridine au ruthénium qui joue le rôle de pigment photosensible.
Toutefois, le développement des cellules DSC était jusqu'à présent
freiné par la rareté et le coût du ruthénium.
Nik Hostettler et Ewald Schönhofer de l'équipe de recherche des professeurs Edwin Constable et Catherine Housecroft de l'Université de Bâle en Suisse présentent dans la revue Chemical Communications
une approche novatrice pour la construction de cellules DSC qui utilise
le zinc à la place du ruthénium. Leurs travaux, qui s'intègrent au
programme de recherche " Light-In, Light-Out " et profitent du
financement de l'European Research Council (ERC), conduisent à deux
avancées majeures. D'une part, ils développent une nouvelle méthode de
fabrication et d'ancrage de pigments photosensibles à la surface
du semi-conducteur. D'autre part, ils montrent que le zinc peut être
utilisé comme pigment photosensible. Cette deuxième découverte est assez
surprenante puisque le zinc est habituellement un matériau délaissé par
les chimistes. Elle ouvre des perspectives très intéressantes pour l'énergie photovoltaïque puisque le zinc est un matériau bon marché qui coûte 1,5 € par kilogramme, alors que le ruthénium est un métal rare coûtant 2900 € par kilogramme.