L'énergie solaire connaît un développement sans précédent dans le monde. Selon l'Agence internationale des énergies renouvelables (IRENA), 127 mégawatts (MW) de nouvelles capacités de l'astre ont été ajoutées au réseau en 2020, soit une hausse de 22% en un an.
Reste un problème majeur: celui du stockage. Car le soleil ne brille pas tout le temps. On peut certes recourir à des batteries, mais leur capacité de stockage est limitée et elles s'usent rapidement.
En 2018, une équipe de l'université de technologie de Chalmers en Suède avait présenté un fluide spécial capable de stocker l'énergie solaire jusqu'à dix-huit ans.
Ce système repose sur une molécule à base de carbone, d'hydrogène et d'azote. Lorsqu'elle est frappée par la lumière du soleil, les liaisons entre ses atomes sont réarrangées et elle se transforme en isomère riche en énergie qui se présente sous forme liquide.
Ce fluide est destiné à être utilisé dans un système baptisé MOST (stockage d'énergie solaire thermique moléculaire), qui fonctionne de manière circulaire. Le liquide capte l'énergie de la lumière du soleil via un tuyau au milieu d'un réflecteur concave qui suit la trajectoire du soleil.
Il est ensuite stocké à température ambiante, «ce qui entraîne une perte d'énergie minimale», argue Kasper Moth-Poulsen, ingénieur en chimie des nanomatériaux à l'université de Chalmers. «Lorsqu'on a besoin de l'énergie, le fluide est aspiré à travers un catalyseur qui va le réchauffer.»
Avancées
Depuis un an, des avancées supplémentaires ont été effectuées, ont annoncé récemment les scientifiques. L'équipe a notamment mis au point un meilleur catalyseur pour contrôler la libération de l'énergie stockée, capable de rehausser la température du liquide de 63°C.
«En même temps, il ramène la molécule à sa forme originale, de sorte qu'elle puisse être réutilisée dans le circuit de réchauffement», explique Kasper Moth-Poulsen.
L'équipe de recherche a également amélioré la conception de l'isomère pour augmenter ses capacités de stockage, et remplacé le toluène hautement inflammable précédemment utilisé dans la composition. Le projet a reçu 4,3 millions d'euros de l'Union européenne et devrait aboutir à une exploitation commerciale d'ici dix ans, espère l'équipe.
En matière de stockage d'énergie, ce n'est pas l'imagination qui manque. Il y a bien sûr celui sous forme d'hydrogène, même si les déperditions restent importantes à la conversion dans les deux sens.
D'autres batteries s'appuient sur l'air liquide, le vanadium ou l'azobenzène, un matériau capable de stocker l'énergie lumineuse pendant quatre mois à température ambiante.
La start-up Energy Vault suisse mise elle sur des blocs de béton à empiler et RheEnergise ambitionne d'entreposer l'énergie dans des collines sous forme d'un fluide dense. Difficile de savoir laquelle des ces technologies va finalement émerger.
