La perovskite est un nouveau matériau photovoltaïque. Science publie ce jeudi les dernières avancées d’un laboratoire de l’EPFL, pour la production directe d’hydrogène à partir d’eau et du rayonnement solaire.
Le Laboratoire de photonique et interfaces de l’EPFL, dirigé par Michael Grätzel, travaille depuis plusieurs années à la mise au point de processus visant à l’extraction d’hydrogène par électrolyse de l’eau. C’est possible avec des cellules photo électrochimiques, qui séparent directement l’eau en hydrogène et oxygène sous l’effet de la lumière. C’est aussi possible en combinant des cellules, qui produisent de l’électricité, à un électrolyseur qui sépare les molécules d’eau.
C’est en recourant à un montage de ce type que Jingshan Luo, post-¬‐doctorant au laboratoire a converti en énergie électrique 12,3% de celle que le soleil diffuse sur ses capteurs à perovskite. La perovskite est un cristal obtenu à partir de matériaux courants, du genre de ceux utilisés dans les batteries d’automobile.
Un tel rendement avec des matériaux aussi peu chers, créent une concurrence par rapport aux autres techniques photovoltaïques. «Tant la perovskite des cellules que la combinaison de nickel et de fer des électrodes utilisent des ressources abondantes et fonctionnent aussi bien que des électrodes à base de platine ” précise Jingshan Luo.
La transformation de l’énergie solaire en hydrogène rend possible le stockage d’une énergie caractérisée par son intermittences. L’hydrogène peut être brûlé dans une chaudière ou dans un moteur, passer dans une pile à combustible pour produire de l’électricité à la demande.
La tension nécessaire pour décomposer l’eau
Les cellules à perovskite sont capables de générer une tension électrique supérieure à 1 Volt , alors que les cellules au silicium s’arrêtent à 0, 7 V. Il faut une tension de 1,7 Volt ou plus pour que l’électrolyse de l’eau se produise et que les gaz soient exploitables. Cela nécessite la pose en série de trois cellules au silicium au moins alors que deux cellules à perovskite suffisent. L’efficacité est supérieure à surface égale.
La perovskite na va pas détrôner demain matin le silicium, même si celui ci est onéreux en raison des nombreuses étapes de purification qu’impose la recherche de rendement. ” La perovskite présente quelques inconvénients. Elle contient du plomb, il faut travailler à sa stabilité dans le temps pour faire des cellules capables de fonctionner pendant vingt ans” explique Michaël Grätzel. Mais le matériau intéresse de plus en plus de chercheurs, à l’Ecole Normale Supérieure de Cachan et à l’INSA de Rennes, comme au Centre de Mécanique et d’Electronique Suisse ( CMES) , à Neuchâtel.
