Une technologie inspirée par la physique quantique convertit la chaleur en électricité avec une efficacité de 60 %.

Des chercheurs de l'Université Rice ont développé une technologie innovante capable de transformer la chaleur en électricité grâce à des processus lumineux. Avec une efficacité remarquable de 60 %, cette avancée pourrait révolutionner le stockage d'énergie, s'imposant comme une alternative durable aux batteries conventionnelles, souvent critiquées pour leur impact environnemental et leur dépendance aux matériaux rares.

En effet, cette technologie de stockage d'énergie thermique (TES) repose sur un émetteur thermique avancé qui capte la chaleur et la convertit en radiation électromagnétique. Cette radiation est ensuite transformée en électricité grâce à des cellules photovoltaïques. Ce système ingénieux offre une solution de stockage plus durable, qui peut être mise en œuvre à grande échelle, augmentant ainsi l'efficacité des réseaux électriques.

Une des difficultés majeures auxquelles font face les énergies renouvelables est leur nature intermittente. Leur production dépend des conditions climatiques, ce qui entraîne des variations dans la génération d'électricité. Des solutions de stockage coûteuses sont souvent nécessaires pour pallier cette instabilité. Cependant, des approches innovantes comme les centrales virtuelles et l'effet de foisonnement ouvrent des perspectives prometteuses pour garantir une production d'électricité 100 % renouvelable et fiable.

Le cœur de cette technologie TES est l'émetteur thermique, essentiel pour la conversion efficace de la chaleur en électricité. Les chercheurs ont mis l'accent sur l'optimisation de cet émetteur afin de réduire les pertes d'énergie typiques des systèmes traditionnels de thermophotovoltaïque (TPV).

L'innovation réside dans la conception de ces émetteurs thermiques, qui utilisent des nanocylindres de silicium agencés sur une feuille de tungstène. Ces nanocylindres servent de résonateurs, s'interconnectant pour sélectionner et émettre uniquement les photons aux énergies appropriées pour les cellules photovoltaïques. Cette approche, qui exploite les phénomènes quantiques, permet un contrôle précis des photons émis, augmentant ainsi l'efficacité générale du système.

Les chercheurs sont optimistes concernant des améliorations futures, notamment l'exploration et l'intégration de nouveaux matériaux. Ces avancées pourraient permettre d'atteindre des niveaux d'efficacité inédits, particulièrement pour les missions requérant une génération d'énergie efficace dans des environnements extrêmes, comme dans l'espace.

Cette nouvelle technologie de stockage d'énergie thermique pourrait devenir un acteur clef dans l'accélération de l'adoption des énergies renouvelables à une échelle jamais vue. Elle offrirait une solution potentiellement transformative pour stabiliser les réseaux d'énergie renouvelable, en permettant de stocker l'énergie excédentaire produite et de la restituer durant les pics de demande.

Une étude publiée dans le journal npj Nanophotonics souligne le potentiel de cette technologie qui, avec une efficacité de 60 % dans la conversion de la chaleur en électricité, représente un pas significatif vers des solutions énergétiques plus vertes et durables. Les implications de cette avancée pourraient être profondes, non seulement pour l'avenir des énergies renouvelables, mais aussi pour le développement durable à l'échelle globale.