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Énergie solaire : ils ont créé des “tournesols artificiels” qui se penchent vers la lumière

Crédits : Pixabay

Une équipe de chercheurs a récemment développé de petits “tournesols artificiels” capables de suivre la lumière du Soleil. De quoi maximiser les rendements des systèmes photovoltaïques.

Les tournesols, pour survivre, ont développé au cours de leur évolution une technique très intéressante : l’héliotropisme. L’idée consiste à suivre la lumière du Soleil, source de chaleur, dans le but de réchauffer leurs organes reproducteurs. Ce faisant, les tournesols attirent davantage de pollinisateurs. Ce que propose aujourd’hui une étude, c’est de reproduire ce système très intelligent grâce à la nanotechnologie.

Imiter la nature

C’est à ce jour le premier matériau artificiel capable de phototropisme, rapportent des chercheurs dans Nature Nanotechnology. L’idée consiste à installer des matériaux sensibles à la température dans des structures de support très minces, alors capables de s’orienter vers une source de lumière vive.

Pour ces travaux, des chercheurs américains de l’Université de Californie et de l’Arizona State University ont testé plusieurs approches : un hydrogel contenant des nanoparticules d’or, un enchevêtrement de polymères photosensibles et un type d’élastomère à cristaux liquides incrusté d’un colorant absorbant la lumière.

Tous ces matériaux ont été placés au bout d’une tige d’un millimètre de diamètre. L’idée consistait ensuite à les viser avec un laser pour observer leurs réactions. Tous les matériaux testés ont vivement réagi à la lumière, se contractant d’un côté et s’agrandissant de l’autre, permettant ainsi à la tige de pencher systématiquement vers le laser.

Immergés ensuite dans de l’eau, tous les dispositifs ont réussi à créer de la vapeur. Preuve que tous avaient réussi à convertir la lumière en chaleur. Après calculs, il ressort que ces petits “tournesols artificiels”, appelés SunBOT, étaient jusqu’à quatre fois plus efficaces pour absorber l’énergie solaire à des angles abrupts que les dispositifs plats et statiques.

tournesols
Les SunBOT sont conçus pour se plier afin de suivre un faisceau de lumière sous différents angles. Les flèches indiquent ici la direction de la lumière entrante. Crédits : Xiaoshi Qian, Yusen Zhao

Une foule d’applications

Ce n’est ici qu’un début, mais il fonctionne. À terme, ces dispositifs pourraient surpasser tous les systèmes essuyant une perte d’efficacité due à une source d’énergie en mouvement.

« Ce travail peut être utile pour les capteurs solaires améliorés, les récepteurs de signaux adaptatifs, les fenêtres intelligentes, la robotique autonome, les voiles solaires pour vaisseaux spatiaux, les chirurgies guidées, les dispositifs optiques autorégulateurs et la génération d’énergie intelligente (cellules solaires et biocarburants, par exemple) », écrivent les chercheurs.

Preuve, encore une fois, que la nature est aujourd’hui notre meilleure professeure.

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