La plupart des panneaux solaires sont solides, ce qui empêche l’air de pénétrer dans la cellule et rend difficile le fonctionnement d’une batterie à l’intérieur. Les chercheurs de l’OSU ont créé un panneau solaire maillé qui permet à l’air d’atteindre la batterie. Une fois l’air dans la batterie, les électrons peuvent être transférés du panneau solaire vers l’électrode de la batterie. La lumière et l'oxygène pénètrent dans l'appareil et facilitent les réactions chimiques qui chargent la batterie.
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Le panneau solaire maillé est constitué de gaze de titane, qui pousse le long de tiges verticales de dioxyde de titane. Les tiges captent la lumière du soleil, tandis que la gaze permet la circulation de l'air. La cellule solaire est connectée à la batterie avec trois électrodes au lieu de quatre. Le panneau solaire maillé est une électrode, une fine feuille de carbone poreux forme la deuxième électrode et une plaque de lithium devient la troisième électrode. Des couches d’électrolytes sont intégrées entre chaque électrode, donnant aux électrons un chemin à traverser.
La batterie solaire passe par trois étapes pour exploiter l’énergie du soleil: Premièrement, la lumière touche le panneau solaire et produit des électrons. Ensuite, à l’intérieur de la batterie, les électrons aident à décomposer chimiquement le peroxyde de lithium, créant ainsi des ions lithium et de l’oxygène. Enfin, l’oxygène rejoint l’air, et la batterie stocke les ions lithium sous forme de lithium métal, une fois les électrons capturés.
Chaque fois que la batterie se décharge, elle absorbe de l'oxygène pour créer davantage de peroxyde de lithium et le processus continue. Les chercheurs ont découvert que près de 100 % des électrons étaient capturés, contre 80 % par les panneaux solaires traditionnels. L’efficacité améliorée devrait rendre le nouvel hybride panneau solaire-batterie plus attrayant pour les acheteurs. Les nouveaux panneaux sont également beaucoup moins chers à fabriquer. L'un des scientifiques à l'origine du projet, Yiying Wu, professeur de chimie et de biochimie à l'Ohio State, affirme avoir réduit le coût de 25 %.
"L'état de l'art consiste à utiliser un panneau solaire pour capter la lumière, puis à utiliser une batterie bon marché pour stocker l'énergie", a déclaré Wu. « Nous avons intégré les deux fonctions dans un seul appareil. Chaque fois que vous pouvez faire cela, vous réduisez les coûts.
Le ministère américain de l'Énergie finance le projet de recherche et ses créateurs déclarent qu'ils envisagent d'accorder une licence pour la technologie à l'industrie des panneaux solaires. La nouvelle batterie solaire pourrait bientôt se retrouver dans les maisons et les entreprises.
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