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Israël : Percée du Technion sur la conversion et le stockage de l’énergie solaire – Technion Breakthrough: A New Chapter of Solar Energy Conversion and Storage?


Israël : Percée du Technion sur la conversion et le stockage de l’énergie solaire – Technion Breakthrough: A New Chapter of Solar Energy Conversion and Storage?

La rouille, l’oxyde de fer le plus répandu aussi appelé hématite, est connue soit comme l’état final du fer laissé à l’abandon, soit comme le minerai de fer brut. Toutefois, elle pourrait maintenant être connue comme le matériau qui rend possible un stockage efficace de l’énergie solaire.

Le Prof. Avner Rothschild du Department of Materials Science and Engineering du Technion et son équipe viennent de publier dans le prestigieux journal Nature Materials [1] le résultat de leurs études sur l’utilisation de l’oxyde de fer pour stocker de l’énergie. Les panneaux solaires ont plusieurs défauts: le coût des métaux rares utilisés, l’efficacité limitée du processus ainsi que la nécessité d’une bonne exposition. Une solution envisagée est l’utilisation de l’énergie solaire pour séparer l’eau en oxygène et hydrogène et de réutiliser ces éléments pour générer de l’électricité au besoin.

C’est justement ce que viennent d’accomplir les chercheurs du Technion: en utilisant de l’oxyde de fer, matériau qui ne craint pas l’eau pour stocker ces espèces et un système de piégeage de la lumière. Ainsi, la lumière rentre dans la matrice d’oxyde de fer, dopée à l’oxyde de titane afin d’améliorer ses propriétés photovoltaïques, et est reflétée sur ses parois internes, ce qui augmente considérablement le rendement optique. Des phénomènes optiques d’interférences entre les divers rayons reflétés contribuent à améliorer la conversion de la lumière en porteurs de charge qui sont ensuite collectés avant de se dissiper. Ce système permet d’éviter que la plus grande partie du flux lumineux soit reflétée sans que son énergie ait pu être transformée en électricité.

Cette nouvelle méthode présente de nombreux avantages: beaucoup moins de métaux chers, la possibilité de stocker l’énergie pour une utilisation ultérieure et l’utilisation de matériaux, l’oxyde de fer, très faciles à obtenir. Les chercheurs espèrent aussi que la validation de leur travail permettra de voir émerger des panneaux solaires de « seconde génération »: moins chers, plus efficaces et plus pratiques. Il est également possible d’imaginer, au très long terme, que ce genre de couple panneau solaire/pile à hydrogène puisse être adapté à des utilisations plus courantes.

Hendrik Eijsberg, VI chercheur au Technion

sources:

BE Israel

[1] « Resonant light trapping in ultrathin films for water splitting », Nature Materials, 11 November 2012 : http://redirectix.bulletins-electroniques.com/rN68P

Technion Breakthrough: A New Chapter of Solar Energy Conversion and Storage?

Newswise — Using the power of the sun and ultrathin films of iron oxide (commonly known as rust), Technion-Israel Institute of Technology researchers have found a novel way to split water molecules into hydrogen and oxygen. The breakthrough, published this week in Nature Materials, could lead to less expensive, more efficient ways to store solar energy in the form of hydrogen-based fuels. This could be a major step forward in the development of viable replacements for fossil fuels.

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“Our approach is the first of its kind,” says lead researcher Associate Prof. Avner Rothschild, of the Department of Materials Science and Engineering. “We have found a way to trap light in ultrathin films of iron oxide that are 5,000 times thinner than typical office paper. This is the enabling key to achieving high efficiency and low cost. ”

Iron oxide is a common semiconductor material, inexpensive to produce, stable in water, and – unlike other semiconductors such as silicon – can oxidize water without itself being oxidated, corroded, or decomposed. But it also presents challenges, the greatest of which was finding a way to overcome its poor electrical transport properties. Researchers have struggled for years with the tradeoff between light absorption and the separation and collection of photogenerated charge carriers before they die out by recombination.

“Our light-trapping scheme overcomes this tradeoff, enabling efficient absorption in ultrathin films wherein the photogenerated charge carriers are collected efficiently,” says Prof. Rothschild. “The light is trapped in quarter-wave or even deeper sub-wavelength films on mirror-like back reflector substrates. Interference between forward- and backward-propagating waves enhances the light absorption close to the surface, and the photogenerated charge carriers are collected before they die off. »

The breakthrough could make possible the design of inexpensive solar cells that combine ultrathin iron oxide photoelectrodes with conventional photovoltaic cells based on silicon or other materials to produce electricity and hydrogen. According to Prof. Rothschild, these cells could store solar energy for on demand use, 24 hours per day. This is in strong contrast to conventional photovoltaic cells, which provide power only when the sun is shining (and not at night or when it is cloudy).

The findings could also be used to reduce the amount of extremely rare elements that the solar panel industry uses to create the semiconductor material in their second-generation photovoltaic cells. The Technion team’s light trapping method could save 90% or more of rare elements like Tellurium and Indium, with no compromise in performance.

Online version of the Nature Materials article: http://dx.doi.org/10.1038/nmat3477

The Technion-Israel Institute of Technology is a major source of the innovation and brainpower that drives the Israeli economy, and a key to Israel’s renown as the world’s “Start-Up Nation.” Its three Nobel Prize winners exemplify academic excellence. Technion people, ideas and inventions make immeasurable contributions to the world including life-saving medicine, sustainable energy, computer science, water conservation and nanotechnology.

American Technion Society (ATS) donors provide critical support for the Technion—more than $1.74 billion since its inception in 1940. Based in New York City, the ATS and its network of chapters across the U.S. provide funds for scholarships, fellowships, faculty recruitment and chairs, research, buildings, laboratories, classrooms and dormitories, and more.







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  • 3 thoughts on “Israël : Percée du Technion sur la conversion et le stockage de l’énergie solaire – Technion Breakthrough: A New Chapter of Solar Energy Conversion and Storage?

    1. Moshé007

      Chaque jour de l’année des génies israéliens remettent en question les fondements de la science moderne, Israël dépose plus de brevet que l’Europe et il y a plus de startup ouvertes chaque en Israël que dans toute l’Europe, et après la France donne des leçon de morale à Israël !!

      A mourir de rire !!!!!!

    2. Ixiane

      La France est aveuglée par Amour pour les arabes ! leurs ennemis sont ses ennemis !
      La France aimerait bien qu’Israël cède sa Terre , la Judée Samarie …
      Au lieu de donner des leçons, qu’elle cède la Corse aux Corses et le Pays Basque au Basques !!

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