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Une nouvelle «antenne verte» pourrait doubler l’efficacité de l’énergie solaire

Une nouvelle «antenne verte» pourrait doubler l’efficacité de l’énergie solaire


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Chercheur principal Challa V. Kumar (centre) [Source de l'image:Université du Connecticut]

Bien que l'augmentation de l'utilisation de l'énergie solaire ait été à la fois régulière et prometteuse, l'innovation et les améliorations de l'efficacité des cellules pourraient rendre les choses encore meilleures. Un nouveau type d'antenne a maintenant été développé qui pourrait permettre aux panneaux solaires de devenir deux fois plus efficaces que ceux actuellement en fonctionnement, augmentant ainsi le déploiement de cellules solaires sur les toits.

La nouvelle «antenne verte» a été développée par un groupe de scientifiques de l’université du Connecticut aux États-Unis. Il recueille beaucoup plus de la partie bleue du spectre lumineux (photons bleus) que les panneaux solaires en silicium existants, qui convertissent la lumière d'environ 600 à 1000 nanomètres (nm) en électricité, mais pas de la gamme 350 à 600 nm. Cela signifie que les panneaux solaires actuels gaspillent beaucoup d'énergie potentielle, ne captant que 11 à 15% de l'énergie solaire disponible. Alors que les panneaux spécialement fabriqués dans les laboratoires peuvent augmenter ce chiffre jusqu'à environ 25 pour cent, ils ont tendance à être prohibitifs pour le consommateur moyen. Les prototypes de laboratoire peuvent être encore plus efficaces, mais ils sont incroyablement difficiles à mettre à l'échelle.

«De nombreux groupes dans le monde travaillent d'arrache-pied pour fabriquer ce type d'antenne, et la nôtre est la première du genre dans le monde entier», a déclaré la chercheuse principale Challa V. Kumar. «La plupart de la lumière du soleil est émise sur une très large fenêtre de longueurs d'onde. Si vous souhaitez utiliser l'énergie solaire pour produire du courant électrique, vous voulez en récolter autant que possible. »

L'équipe du Connecticut estime que sa nouvelle antenne peut capter le double de la quantité d'énergie utilisée par un panneau commercial standard. La clé de la capacité du dispositif est un colorant organique, dont les molécules sont excitées par des photons lumineux émettant ainsi des photons respectueux du silicium qui peuvent être convertis en énergie si les bonnes conditions chimiques sont en place. Les chercheurs intègrent les colorants dans un hydrogel protéine-lipide qui maintient les molécules séparées mais toujours étroitement compactées. Cela crée à son tour un film rosâtre qui peut être utilisé pour recouvrir les cellules solaires afin d'améliorer considérablement sa capacité à capter la lumière. Ce processus est relativement simple et n’est pas trop cher non plus. Selon Kumar, cela peut même être fait dans une cuisine ou un village isolé. De plus, les matériaux utilisés dans le processus sont compostables et respectueux de l'environnement, éliminant ainsi la possibilité de créer des déchets toxiques.

Les chercheurs ont présenté leur projet au 250e Réunion nationale et exposition de l'American Chemical Society en août et une société locale du Connecticut a maintenant été enrôlée afin d'aider l'équipe à transformer l'antenne en un produit commercial. Il existe d'autres applications potentielles en plus de l'énergie solaire. L'équipe pense que l'hydrogel polyvalent pourrait être utilisé pour l'administration de médicaments et également dans les diodes électroluminescentes blanches.


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