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Des scientifiques ont conçu un matériau capable de convertir l’énergie solaire en vapeur d’eau

Des chercheurs ont développé un nouveau matériau capable de convertir l’énergie solaire en vapeur d’eau en un rien de temps et à moindre coût. DGS vous en dit plus sur cette découverte qui pourrait révolutionner bien des choses ! 

Le matériau synthétisé par l’équipe de chercheurs de Hadi Ghasemi, professeur au MIT (Massachusetts Institute of Technology) est capable de produire de la vapeur d’eau de manière bien plus efficace que toutes les alternatives que nous employons actuellement. Il agit comme une sorte d’éponge à double effet : il est capable d’attirer et de retenir les sources lumineuses pour les convertir en chaleur tout en absorbant simultanément l’eau qui l’entoure. C’est ce phénomène qui permet de produire de la vapeur d’eau.

Lorsqu’ils sont exposés à la lumière, les flocons de graphite (matière qui compose cette sorte d’éponge) s’échauffent. Cela a pour effet de créer une variation de température au sein du système grâce à laquelle l’eau située en dessous du tas de graphite est drainée. Au contact des flocons, qui sont à une température très élevée, les particules d’eau s’évaporent instantanément créant ainsi de la vapeur d’eau.

tas-flocon-graphite

Mais alors comment fonctionne exactement ce procédé ? Le système fonctionne par couche : des flocons de graphite préalablement traités par ondes radioactives sont positionnés à la surface d’une couche de « mousse de carbone » (qui est poreuse et hydrophile – c’est à dire qu’elle attire naturellement l’eau – mais possède également des propriétés isolantes). En dessous de cette couche de mousse se trouve de l’eau.

Les propriétés isolantes de la couche de mousse de carbone permettent de conserver la chaleur uniquement à la surface, sur les flocons de graphite, tout en empêchant le réservoir d’eau situé en dessous d’entrer en ébullition. C’est ce phénomène qui permet à ce procédé de création de vapeur d’être plus efficace que les autres procédés que nous utilisions jusqu’à aujourd’hui. En effet, les flocons de graphite conservent plus de 85 % de l’énergie lumineuse qui leur parvient et limite la perte de chaleur.

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En réalité, recourir à l’énergie solaire pour produire de la vapeur n’est pas une technique nouvelle. Mais ce qui rend cette découverte exceptionnelle, c’est qu’elle est remarquablement plus efficace. Avant, nous nous servions de miroirs et de lentilles réfléchissantes pour concentrer la lumière en un point précis. Seulement, il fallait un certain temps avant qu’un réservoir entier soit à une température assez élevée pour s’évaporer et la perte d’énergie thermique était vraiment importante. Cette méthode était donc peu rentable.

Une autre technique consistait à exposer chaque nanoparticule composant le liquide à une luminosité extrêmement élevée (le taux d’exposition était de 1000 fois celui qui est en moyenne produit par le soleil par jour). Les nanoparticules s’échauffant assez rapidement, elles permettaient d’élever la température moyenne du réservoir d’eau, créant ainsi de la vapeur. Mais là encore, la quantité incroyable d’énergie lumineuse requise rend cette méthode très difficile à mettre en oeuvre. De plus, le matériel est extrêmement coûteux.

Graphite-flocon

« La vapeur est un élément important dans le processus de désalinisation ou de stérilisation, et notamment dans les zones isolées du monde où l’unique source d’énergie est le soleil. Pouvoir utiliser l’énergie solaire pour produire de la vapeur rapidement et à moindre coût serait très utile », explique Ghasemi dans un communiqué de presse.

La nouvelle méthode proposée par Ghasemi et par son équipe ne nécessite de concentrer qu’environ 10 fois seulement le taux d’exposition de celui du soleil, ce qui est un taux considérablement inférieur à celui des anciennes méthodes. De plus, le procédé est nettement moins coûteux également puisqu’il suffit de peu de flocons de graphite pour obtenir un résultat déjà satisfaisant.

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Cette découverte est une superbe opportunité d’optimisation des coûts et des rendements pour les industries chimiques et agro-alimentaires. On félicite Ghasemi et son équipe de chercheurs. Pensez-vous que dans le futur nous parviendrons à trouver une source d’énergie infinie ?

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— Khalil Gibran

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