L’énergie solaire n’est pas disponible la nuit et elle est variable le jour en fonction de l’ensoleillement. Les batteries de stockage sont donc indispensables pour stocker l’énergie solaire quand celle-ci excède les besoins et pour la restituer quand le soleil est absent ou insuffisant pour faire face à la demande. Deux systèmes techniques sont donc nécessaires : l’un pour capter la lumière solaire et la transformer en électricité, l’autre pour stocker et restituer cette énergie en fonction de la demande.
Pour simplifier cette chaîne technologique et réduire les coûts, des chercheurs de l’Université de Cambridge (UK) travaillent sur un concept de batterie tout en un qui se recharge elle-même à la lumière sans avoir besoin de panneaux solaires.
Dans un article publié dans la revue scientifique Nano Letters ils présente une nouvelle batterie rechargeable à la lumière dont la clé est une photocathode en nanofibres de pentoxyde de vanadium, un polymère P3HT(*) et de l’oxyde de graphène, qui facilite le transport d’électrons.
L’idée n’est pas entièrement nouvelle, d’autres chercheurs ont déjà tenté de fabriquer des piles rechargeables à la lumière, mais elles n’ont pu être rechargées qu’une dizaine de fois. Le prototype de l’équipe de Cambridge permet plus de 200 cycles de rechargement et son rendement, la quantité d’énergie que la batterie peut fournir par rapport à l’énergie solaire qu’elle absorbe, est également trois fois plus élevé.
Malgré les progrès substantiels réalisés, l’efficacité de cette nouvelle sorte de batterie reste très modeste avec un rendement de l’ordre de quelques pourcents. Un chemin reste encore à parcourir pour arriver à une batterie commercialisable mais les chercheurs anglais continuent d’avancer et sont optimistes. Des matériaux autres que le pentoxyde de vanadium sont testés avec quelques résultats préliminaires encourageants et la conception de la photocathode est en cours d’optimisation. Des recherches plus approfondies sur d’autres parties de la batterie, telles que les électrolytes et les interfaces entre les électrodes et les électrolytes, seront également menées.
Dans quelques années, les piles rechargeable à la lumière devraient donc devenir disponibles, au moins pour les petits capteurs et les appareils électroniques grand public.
(*) poly (3-hexylthiophène-2,5-diyl)
