L'alternative carbone

Des couches de nanotubes de carbone font office d'électrodes entre un électrolyte iodé.

Les chercheurs californiens ont remplacé l'électrode assurant la photoconversion, constituée habituellement du colorant organique et d'un oxyde d'indium, par un empilement de nanotubes de carbone dont les propriétés semi-conductrices reposent sur un arrangement particulier des atomes de carbone. Les nanotubes de carbones, inertes chimiquement, ont une durée de vie beaucoup plus longues que les colorants. L'électrode est obtenue en vaporisant un mélange de nanotubes sur une lame de verre, ce que les chimistes nomment un buckypaper (en l'honneur de Richard Buckminster Fuller, qui a également nommé son nom au fullerène). La seconde électrode, d'ordinaire en platine, est soit un autre buckypaper soit une feuille de graphite. Entre les deux, un électrolyte boucle le circuit électrique : la réaction rédox 3I- ↔ I3- + 2e- qui y a lieu assure la production des électrons circulant dans les électrodes, garantissant ainsi leur connexion.

Plusieurs prototypes ont été testés au printemps 2011 sur le campus de l'université californienne, en faisant varier différents paramètres des cellules, comme la nature des électrodes, l'épaisseur d'électrolyte, etc. Les premiers essais aboutissent au mieux à un rendement de l'ordre de... 0,002 %, ce qui reste très faible. Les chercheurs espèrent toutefois parvenir à convertir 5 % de l'énergie solaire en électricité grâce à ce nouveau procédé 100 % carbone, en modifiant les dimensions de la cellule et la composition des électrodes en nanotubes de carbone. Couplées à d'autres stratégies, comme l'organisation en 3D des cellules photovoltaïques pour récolter davantage de lumière, l'énergie solaire parviendra peut-être à devenir bientôt suffisamment rentable et supplanter alors les énergies fossiles.

Sur le même sujet : Des chimistes boostent la photosynthèse, où l'énergie solaire est récoltée grâce à une chlorophylle améliorée.

Source : C. Klinger et al., Carbon Nanotube Solar Cells, PLoS ONE, 24 mai 2012.

Crédit photo : Michael Ströck - Wikimedia Commons (CC-BY-SA-3.0).


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