Eau + soleil = hydrogène + oxygène

2 août 2017, 11:46
Eau + soleil = hydrogène + oxygène
Eau + soleil = hydrogène + oxygène

Décomposer de l'eau à l'aide de l'énergie solaire apporte des possibilités intéressantes pour convertir et stocker de manière efficace et à grande échelle les énergies renouvelables. Les chercheurs de l'université technologique de Delft et de l'institut AMOLF ont construit une électrode photochimique efficace et stable, capable d'absorber la lumière et de décomposer directement l'eau en hydrogène et oxygène. Le substrat photo-absorbant est constitué de « wafers », ou tranches de silicium, ce qui permet d’obtenir un système peu coûteux. Les chercheurs ont déjà publié leurs découvertes dans la revue Nature Communications.

Conversion de l’énergie

La décomposition photoélectrochimique (PEC) de l'eau est considérée comme une méthode écologique pour la production d'un carburant propre et renouvelable. Elle permet une conversion directe de l'énergie solaire en énergie chimique. Il est possible par exemple d'utiliser l'hydrogène dans les cellules d'alimentation des voitures électriques, ou de le convertir sous d’autres formes durables. La nouvelle électrode photochimique est très efficace et reste stable pendant plus de 200 h, ce qui est un résultat exceptionnel quand on sait qu’il fallait se contenter d’une stabilité de 5 h jusqu’ici.

Jonction MIS

Pour que la réaction d'oxydation de l'eau soit possible, un système de décomposition photoélectrochimique doit produire un courant et une tension photoélectriques suffisamment intenses. D'où le compromis entre l'efficacité et la stabilité, qui se contrebalancent mutuellement. Avec la nouvelle électrode, ces deux problèmes ont été considérés de manière distincte et les résultats combinés uniquement en fin de processus. Le système utilise une nouvelle couche d'isolation pour stabiliser l'électrode photochimique de silicium, et deux métaux pour augmenter la tension photoélectrique. Les chercheurs ont donc obtenu une jonction MIS (métal-isolant-semiconducteur) à la fois efficace et durable, ce qui est nouveau.

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