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À la recherche de la cellule solaire pour l'hydrogène

19.11.2014

Des chercheurs de l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) travaillent sur une cellule solaire d'un nouveau genre qui ne transforme pas la lumière du soleil en courant mais en hydrogène. L'étude de cette cellule PEC a permis des progrès considérables au cours des dernières années. Les scientifiques ont encore une série de problèmes épineux à résoudre avant que la cellule solaire pour la production d'énergie puisse être utilisée dans la pratique. La question centrale est de savoir quels matériaux utiliser pour fabriquer des cellules PEC très stable à haut rendement.

L'hydrogène n'est pas une source d'énergie fossile mais elle n'en est pas pour autant écologique. Le point décisif est plutôt la manière dont l'hydrogène est fabriqué. La majeure partie de l'hydrogène produit aujourd'hui est issue de sources fossiles. L'électrolyse est une autre possibilité pour la fabrication de l'hydrogène : dans ce cas, l'eau est divisée en hydrogène et en oxygène par l'alimentation d'énergie électrique. Si le courant utilisé à cette fin est issu de sources renouvelables, on peut parler d'hydrogène 'renouvelable'. Si l'hydrogène est fabriqué de cette manière, il peut apporter une contribution considérable pour une alimentation en énergie écologique.

C'est pourquoi les scientifiques recherchent des méthodes aussi efficaces que possible pour une production durable de l'hydrogène. Parmi ces méthodes, on compte les processus thermiques solaires mais également la photoélectrolyse. Lors de la photoélectrolyse, l'eau est divisée en hydrogène et en oxygène comme lors de l'électrolyse classique. Ceci n'a toutefois pas lieu par l'alimentation de courant mais directement sur une couche d'oxyde semi-conducteur sous l'influence de la lumière du soleil.  Le moyen d'y parvenir est un nouveau type de cellules solaires : des cellules photoélectrochimiques, les cellules PEC.

“ Les cellules PEC ont le potentiel de fabriquer de l'hydrogène solaire de manière plus économique et efficace que lorsque l'hydrogène est acquis par le biais de l'électrolyse classique ”, affirme Dr. David Tilley, un chimiste formé aux États-Unis, qui effectue des recherches depuis au moins quatre ans à l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL). Aujourd'hui, les cellules solaires courantes transforment env. 20 % de l'énergie de rayonnement accumulée dans la lumière du soleil en courant électrique. Si ce courant est utilisé pour obtenir de l'hydrogène par électrolyse, jusqu'à 12 % de l'énergie solaire peut être accumulée en hydrogène dans des conditions optimales, sachant que l'efficacité pratiquement atteinte aujourd'hui est d'environ 7 %. Les cellules PEC pourraient permettre des taux de transformation nettement plus élevées, jusqu'à 30 % sur le long terme.

 

Source : Article écrit par Benedikt Vogel, sur mandat de l'Office fédéral de l'énergie/OFEN

Pour plus d'informations: www.bfe.admin.ch/CT/H2