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Une nouvelle forme d'énergie photovoltaïque

Une nouvelle méthode de conversion de l'énergie photovoltaïque du soleil, reposant sur les métaux bien plus communs que les semi-conducteurs utilisés dans les procédés conventionnels, a été mise au point par l'Université de Santa Barbara en Californie.

"Il s'agit de la première solution alternative radicalement nouvelle à l'utilisation de semi-conducteurs pour la conversion de l'énergie solaire en électricité" souligne le Professeur Martin Moskovits, professeur de chimie à l'UCSB.

Dans les technologies classiques, la lumière du soleil frappe la surface du matériau semi-conducteur, dont une face est riche en électrons, tandis que l'autre en est dépourvue. Le photon est une particule de lumière, qui a la propriété d'exciter les électrons, les obligeant à quitter leurs orbites. C'est ce phénomène qui produit un courant de particules chargées, les électrons, qui peut être utilisé pour de multiples usages : éclairage, alimentation des batteries, ou encore électrolyse, pour séparer oxygène et hydrogène.

Mais dans l'approche développée par Moskovits et son équipe, ce ne sont pas des semi-conducteurs qui produisent le courant électrique mais des métaux nanostructurés et plus précisément un treillis dense constitué de nanotubes d'or. Ces derniers ont été recouverts d'une couche de dioxyde de titane cristallin dopé de nanoparticules de platine et immergés dans l'eau.

Grâce à l'emploi d'un catalyseur d'oxydation à base de cobalt, quand ces nanostructures sont exposées à la lumière visible, les électrons de conduction du métal se mettent à osciller collectivement, en absorbant une grande partie de la lumière. Cette excitation particulière est appelé "plasmon de surface."

Les électrons ainsi issus de ces ondes plasmoniques sont capturés par des particules de platine, ce qui provoque la réaction qui sépare les ions d'hydrogène de l'oxygène de l'eau. Des essais ont montré une forte production d'hydrogène, observable au bout d'environ deux heures et continue pendant plusieurs semaines. En outre, les nanotubes ne sont pas soumis à la photocorrosion.

Cette méthode plasmonique de séparation de l'eau reste actuellement moins efficace et plus coûteuse que les méthodes conventionnelles mais les chercheurs sont convaincus qu'elle peut être améliorée et pourrait remplacer à terme la conversion photoélectrique par semi-conducteurs...

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

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