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Convertir directement l'énergie solaire en vapeur !

Des chercheurs du Laboratoire de Nano-photonique de la "Rice University" au Texas ont récemment dévoilé une nouvelle technologie révolutionnaire qui utilise l'énergie solaire bien plus efficacement que les actuels panneaux solaires photovoltaïques.

Le principe de cette nouvelle technologie repose sur l'utilisation de nanoparticules de métal ou carbone dispersées dans un liquide, qui absorbent l'énergie solaire et la convertissent directement en vapeur avec un rendement remarquable de 24 %. A titre de comparaison, les cellules solaires photovoltaïques actuelles ont un rendement de conversion électrique moyen de l'ordre de 15 %.

La vapeur constituant le fluide industriel le plus utilisé au monde et 90 % de la production mondiale d'électricité reposent sur l'utilisation de vapeur pour faire tourner les turbines des centrales électriques. L'efficacité de cette nouvelle voie technologique réside dans le fait que le liquide dans lequel sont disséminées les nanoparticules n'a pas à être chauffé entièrement pour atteindre sa température d'ébullition et s'évaporer.

Cette technique permet en effet une micro-production locale de vapeur, au niveau de chaque nanoparticule excitée par la lumière solaire. La partie de l'énergie absorbée qui n'est pas réémise par dispersion lumineuse est dissipée sous forme de chaleur mais, comme ces nanoparticules n'ont qu'une surface très réduite pour dissiper cette chaleur, il s'ensuit une élévation de température forte et rapide qui provoque l'apparition d'une couche de vapeur autour de la particule, couche qui présente une conductivité thermique plus faible que celle du fluide environnant.

La grande avancée de ce procédé est que le fluide n'a pas besoin d'être directement chauffé et cette technique a donc un meilleur rendement que toutes les autres méthodes connues. Dans un premier temps, cette "vapeur solaire" n'est pas destinée à produire de l'électricité mais à permettre à un coût très bas - deux fois et demi inférieur à celui des techniques classiques de distillation - l'assainissement et la purification de l'eau dans les pays émergents.

Contrairement aux approches solaires actuelles qui privilégient, en raison d'un rendement modeste, des centrales solaires de grandes surfaces, cette nouvelle technologie à haut rendement permet d'envisager des sources d'énergies solaires compactes pouvant être utilisées dans de nombreux secteurs d'activités.

En s'appuyant sur ce concept, les étudiants de la "Rice University" ont par exemple conçu un autoclave pour stériliser des instruments médicaux dans les structures de santé des pays en voie de développement qui ne sont pas toujours reliées au réseau électrique. ils ont également mis au point un système compact qui peut traiter les déchets dans les régions et villes qui n'ont pas accès aux réseaux d'assainissement. Enfin, ces chercheurs travaillent sur des systèmes thermiques couplant chauffage et climatisation qui utiliseraient la lumière solaire pendant la journée et l'électricité pendant la nuit.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

ACS

Rice University

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