31/08/2011 - Un nouvel alliage permet de produire de l'hydrogène avec de l'énergie solaire

Menéame

Ingénieurs et scientifiques de l’Université du Kentucky et de l’université de Louisville, toutes deux aux États-Unis, ont conçu un alliage qui permet de produire de l’hydrogène à partir de l’énergie solaire. L’alliage est immergé dans l’eau et, lorsqu ’ il est exposé à la lumière du soleil, il permet d ’, en facilitant la production d’hydrogène et son utilisation comme combustible, de faire disparaître le lien chimique entre les molécules d ’, hydrogène et l ’, oxygène présents dans l ’. Pour Pablo Javier Piacente.

Le développement d’un nouvel alliage, qui consiste à remplacer deux pour cent d’Antiquité (Sb) dans le nitrure de gallium (GaN), pourrait devenir un progrès important dans le domaine de l’énergie solaire, car il permet la production d’hydrogène à partir de cette énergie.

Le processus serait le suivant: lorsque l’énergie solaire affecte ce nouvel alliage, les molécules d’hydrogène et d’oxygène présentes dans l’eau sont séparées. Cette avancée a été réalisée par des ingénieurs et des chercheurs de l’Université du Kentucky et de l’université de Louisville.

La recherche a été financée par le Département de l’énergie des États-Unis et a été dirigée par Madhu Menon et R. Michael Sheetz, du Centre d’informatique de l’Université du Kentucky, et du professeur Mahendra Sunkara et de l’étudiant Chandrashekhar Pendyala, membres du Connewable Energy Research de l’université de Louisville.

La découverte a été décrite dans un article récemment publié dans le média spécialisé Physical Review Journal, et a également été diffusée par des articles publiés dans d’autres médias, comme Science Daily et EurekAlert!. Les résultats de la recherche pourraient avoir un impact profond sur l’avenir de l’énergie solaire.

Bien qu’il soit encore basé principalement sur des calculs théoriques, les spécialistes de l’Université du Kentucky et de l’université de Louisville ont réussi à démontrer qu’un alliage constitué par un remplacement de 2% d’antimon (Sb) dans le nitrure de gallium (GaN) possède les propriétés électriques nécessaires pour permettre à l’énergie solaire de diviser les molécules d’eau en hydrogène et en oxygène, un processus connu sous le nom de décomposition photoélectrochimique de l’eau.

Approche rénovatrice

Lorsque l’alliage mentionné est plongé dans l’eau et exposé à la lumière du soleil, le lien chimique entre les molécules d’hydrogène et d’oxygène est détruit. De cette façon, l’hydrogène peut être facilement obtenu pour être utilisé comme combustible. Cependant, les travaux précédents ont également mis au point des solutions similaires. Quelle est donc l’innovation mise en œuvre par les experts du Kentucky et de Louisville?

En particulier, la nouvelle approche de ces spécialistes rompt un concept mis en place dans les recherches précédentes, qui se sont concentrés sur la décomposition photoélectrochimique de l’eau, car ces travaux précédents ont été axés sur l’utilisation de matériaux complexes.

Au contraire, l’équipe du Kentucky et de Louisville a pris une autre route, à la recherche de matériaux simples et bon marché. L’objectif était d’obtenir l’effet souhaité en apportant des ajustements minimes à la disposition électronique de ces matériaux semi-conducteurs.

Ainsi, les chercheurs ont utilisé le nitrure de gallium (GaN), un semis qui a été largement utilisé pour la production de luminaires à LED depuis les années 90. L’ammonium (Sb) est, quant à lui, un métalloïde dont la demande a augmenté ces dernières années pour les applications en microélectronique.

économique et écologique

L’Alliage GAN-Sb est la première alternative simple et économique présentée comme option pour la division ou la décomposition photoélectrochimique de l’eau. Le nouvel alliage remplit des fonctions de catalyseur dans la réaction, permettant sa réutilisation indéfiniment.

Actuellement, les chercheurs de l’Université de Louisville et de l’université du Kentucky travaillent à la réalisation de la production d’alliage, afin d’évaluer leur capacité pratique à convertir l’énergie solaire en hydrogène. Si cette production était effective, elle pourrait devenir un dynamisateur puissant des énergies renouvelables.

L’hydrogène est considéré comme un élément essentiel de la transition que l’industrie devra réaliser tôt ou tard vers des sources d’énergie renouvelables et plus propres. Il peut être utilisé dans les piles à combustible pour produire de l’électricité, être brûlé pour produire de la chaleur et utilisé dans les moteurs à combustion interne des véhicules.

En brûlant, l’hydrogène est combiné avec l’oxygène pour former de la vapeur d’eau comme seul résidu. L’hydrogène a également de vastes applications scientifiques et industrielles au-delà de sa valeur énergétique, mais la plupart de l ’, aujourd ’hui, proviennent de sources non renouvelables telles que le charbon et le gaz naturel, qui sont nécessaires pour produire l’énergie électrique nécessaire au raffinage de l ’.

En conséquence, la production d’hydrogène implique actuellement une quantité importante de CO2. En contrepartie, l’alliage GAN-Sb a le potentiel de transformer l’énergie solaire en un système économique, fournissant une source exempte de carbone pour la production d’hydrogène.

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