Alors que nous nous éloignons des combustibles fossiles et passons aux énergies renouvelables pour lutter contre le changement climatique, le besoin de nouvelles façons de capter et de stocker l’énergie devient de plus en plus important

Des chercheurs de l’Université de Lancaster qui étudient un matériau cristallin ont découvert qu’il possède des propriétés qui lui permettent de capter l’énergie du soleil L’énergie peut être stockée pendant plusieurs mois à température ambiante, et elle peut être libérée à la demande sous forme de chaleur

Avec le développement ultérieur, ces types de matériaux pourraient offrir un potentiel intéressant en tant que moyen de capter l’énergie solaire pendant les mois d’été et de la stocker pour une utilisation en hiverlà où moins d’énergie solaire est disponible

Cela s’avérerait inestimable pour des applications telles que les systèmes de chauffage dans des systèmes hors réseau ou des sites éloignés, ou comme complément écologique au chauffage conventionnel dans les maisons et les bureaux Il pourrait également être produit sous forme de revêtement mince et appliqué à la surface des bâtiments, ou utilisé sur les pare-brise des voitures où la chaleur stockée pourrait être utilisée pour dégivrer le verre les matins d’hiver glaciaux.

Le matériau est basé sur un type de «ossature métal-organique» (MOF) Celles-ci consistent en un réseau d’ions métalliques liés par des molécules à base de carbone pour former des structures 3-D Une propriété clé des MOF est qu’ils sont poreux, ce qui signifie qu’ils peuvent former des matériaux composites en hébergeant d’autres petites molécules dans leurs structures

L’équipe de recherche de Lancaster a entrepris de découvrir si un composite MOF, préalablement préparé par une équipe de recherche distincte de l’université de Kyoto au Japon et connu sous le nom de «DMOF1», peut être utilisé pour stocker de l’énergiequelque chose qui n’a pas encore été étudié.

Les pores MOF étaient chargés de molécules d’azobenzèneun composé qui absorbe fortement la lumière Ces molécules agissent comme des photoswitches, qui sont un type de «machine moléculaire» qui peut changer de forme lorsqu’un stimulus externe, comme la lumière ou la chaleur, est appliqué

Lors de tests, les chercheurs ont exposé le matériau à la lumière UV, ce qui fait que les molécules d’azobenzène changent de forme en une configuration tendue à l’intérieur des pores du MOF. Ce processus stocke l’énergie d’une manière similaire à l’énergie potentielle d’un ressort plié Surtout, les pores MOF étroits piègent les molécules d’azobenzène dans leur forme tendue, ce qui signifie que l’énergie potentielle peut être stockée pendant de longues périodes à température ambiante.

L’énergie est à nouveau libérée lorsque la chaleur externe est appliquée comme déclencheur pour «changer» son état, et cette libération peut être très rapideun peu comme un ressort qui revient droit Cela fournit une augmentation de chaleur qui pourrait être utilisée pour réchauffer d’autres matériaux d’appareils

D’autres tests ont montré que le matériau était capable de stocker l’énergie pendant au moins quatre mois C’est un aspect passionnant de la découverte car de nombreux matériaux sensibles à la lumière reviennent en quelques heures ou quelques jours. La longue durée de l’énergie stockée ouvre des possibilités de stockage inter-saisonnier

Le concept de stockage de l’énergie solaire dans les photoswitches a déjà été étudié, mais la plupart des exemples précédents exigeaient que les photoswitches soient dans un liquide Parce que le composite MOF est un combustible solide et non liquide, il est chimiquement stable et facilement contenu Cela rend beaucoup plus facile le développement en revêtements ou en dispositifs autonomes

Le Dr John Griffin, maître de conférences en chimie des matériaux à l’Université de Lancaster et co-chercheur principal de l’étude, said: «Le matériau fonctionne un peu comme les matériaux à changement de phase, qui sont utilisés pour fournir de la chaleur dans les chauffe-mains. However, alors que les chauffe-mains doivent être chauffés pour les recharger, ce qui est bien avec ce matériau est qu’il capte l’énergie «free» directement du soleil Il n’a pas non plus de pièces mobiles ou électroniques et il n’y a donc pas de pertes impliquées dans le stockage et la libération de l’énergie solaire Nous espérons qu’avec le développement ultérieur, nous serons en mesure de fabriquer d’autres matériaux qui stockent encore plus d’énergie

Ces découvertes de preuve de concept ouvrent de nouvelles voies de recherche pour voir quels autres matériaux poreux pourraient avoir de bonnes propriétés de stockage d’énergie en utilisant le concept de photoswitches confinés

Le chercheur conjoint, le Dr Nathan Halcovitch, a ajouté: «Notre approche signifie qu’il existe un certain nombre de façons d’essayer d’optimiser ces matériaux en changeant le photoswitch lui-même ou le cadre poreux de l’hôte.

D’autres applications potentielles pour les matériaux cristallins contenant des molécules de photoswitch incluent le stockage de donnéesla disposition bien définie des photoswitches dans la structure cristalline signifie qu’ils pourraient en principe être commutés un par un à l’aide d’une source lumineuse précise et donc stocker des données comme sur CD ou DVD, mais au niveau moléculaire Ils ont également un potentiel d’administration de médicamentsles médicaments peuvent être enfermés dans un matériau à l’aide de commutateurs photo, puis libérés à la demande à l’intérieur du corps à l’aide d’un déclencheur de lumière ou de chaleur

Bien que les résultats aient été prometteurs pour la capacité de ce matériau à stocker de l’énergie pendant de longues périodes, sa densité énergétique était modeste Les prochaines étapes consistent à rechercher d’autres structures MOF ainsi que d’autres types de matériaux cristallins avec un plus grand potentiel de stockage d’énergie.

La recherche, qui a été soutenue par le Leverhulme Trust, est décrite dans l’articleStockage d’énergie solaire à long terme dans des conditions ambiantes dans un matériau à changement de phase solide-solide à base de MOF ”, qui a été publié par la revue Chemistry des matériaux

Les chercheurs sont John Griffin, Kieran Griffiths et Nathan Halcovitch, tous du département de chimie de l’Université de Lancaster

Stockage d’énergie

News – FR – Study shows promising material can store solar energy for months or years
Associated title :
Une étude montre que des matériaux prometteurs peuvent stocker énergie solaire pendant des mois ou des années
Le matériau activé par la lumière stocke l’énergie potentielle pendant des mois ou des années

Source: https://www.miragenews.com/study-shows-promising-material-can-store-solar-energy-for-months-or-years/

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