Machine à vapeur + nanoparticules : une révolution pour le solaire thermique

La machine à vapeur, à l’origine de la révolution industrielle, semble avoir encore de beaux jours devant elle. En effet, elle a d’abord fourni de l’énergie pour les trains et toutes sortes d’autre machines. Aujourd’hui, elle entraîne les turbines qui produisent de l’électricité dans les centrales nucléaires. La vapeur est également utile pour stériliser, distiller, désaliniser,… Mais, c’est encore une nouvelle voie qui a été explorée par Naomi Halas, directrice du laboratoire de nanophotonique (LANP) de l’université Rice, et son équipe.

Machine à vapeur et nanoparticules.

Le produit mis au point par le LANP dérive des capteurs thermiques classiques. Ces derniers sont composés d’une boîte, dont l’une des faces est transparente. A l’intérieur se trouve un circuit d’eau. Ce dernier collecte la chaleur piégée grâce à l’effet de serre. L’échange de chaleur se fait donc entre la paroi du capteur et l’eau qui circule à l’intérieur. Le LANP a réussi à réduire le capteur en nanoparticules qui sont disséminées dans l’eau. Il s’agit de nanoparticules qui captent particulièrement bien la lumière du soleil, pour la convertir en chaleur.

Ce sont donc des milliards de capteurs qui interagissent directement avec les molécules d’eau. Le résultat est étonnant : en quelques secondes, des bulles de vapeur remontent à la surface du liquide. « Avec cette technologie (…), nous passons du chauffage de l’eau à l’échelle macroscopique à un chauffage à échelle nanoscopique », affirme N. Halas. Le laboratoire a utilisé deux types de nanoparticules : du carbone et des nanocoquilles d’or et de silicium. L’un des grands intérêts de ce procédé, c’est qu’il ne consomme pas de nanoparticules. Elles restent dans le liquide. Cela signifie qu’il suffit d’alimenter le système en eau pour produire de la vapeur.

Les applications de ce système pourraient être nombreuses. En effet, le rendement de ce nouveau système s’élèverait à 24% (contre 15% pour des panneaux classiques). Pour l’instant, N. Halas préfère ne pas s’avancer concernant les perspectives de production d’électricité grâce à ce système. En revanche, elle y voit une véritable opportunité de venir en aide aux pays en voie de développement (applications sanitaires, stérilisation,…). Toujours est-il que la combinaison solaire-nanoparticules pourrait permettre des avancées majeures et accélérer la transition énergétique en apportant des moyens concrets pour lutter contre le réchauffement climatique.

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