Le chrome pourrait révolutionner les panneaux solaires

Le chrome se révèle extrêmement prometteur en tant qu’alternative bon marché et abondante aux métaux utilisés dans les écrans de smartphones et les cellules solaires.

Par Andrew Paul | Publié le 16 août 2023 à 10h00 HAE

Certains des matériaux les plus chers et les plus difficiles à trouver que l’on trouve dans les écrans de smartphones et les cellules solaires pourraient bientôt être progressivement supprimés au profit d’un substitut moins cher et exponentiellement plus courant. Ce substitut n'est pas une nouveauté : il est en fait le plus souvent associé aux appareils de cuisine et aux motos.

Chaque fois qu'un réfrigérateur, un outil ou un autre article d'une entreprise est annoncé comme étant « en acier inoxydable », elle doit remercier le chrome. Les fabricants apprécient depuis longtemps les propriétés anticorrosion de ce métal dur et brillant, et son ajout à l'acier lui permet de résister à la dégradation et au ternissement. Pendant ce temps, la galvanoplastie d’une fine couche de chrome sur un autre métal produit ce que l’on appelle communément le chromage – pensez aux motos Harley-Davidson ou aux voitures hot-rod. Le chrome peut réfléchir jusqu'à 70 % de la lumière du spectre visible, ainsi que 90 % du rayonnement infrarouge.

Selon les résultats récemment publiés dans Nature Chemistry par une équipe de l'Université suisse de Bâle, la substitution prudente du chrome dans les catalyseurs et les matériaux luminescents fonctionne également presque aussi bien que leurs composants traditionnels en métaux nobles, l'osmium et le ruthénium, mais pour une fraction du coût. De plus, le chrome est 20 000 fois plus répandu dans la croûte terrestre que l'un ou l'autre des métaux nobles, qui sont tous deux presque aussi rares que l'or ou le platine.

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Comme l'expliquait The Independent le 14 août, l'équipe a d'abord inséré des atomes de chrome à côté de l'hydrogène, du carbone et de l'azote dans un cadre moléculaire rigide. Dans cet ensemble, le chrome était beaucoup plus réactif que ses homologues en métaux nobles, tout en maintenant la perte d'énergie au minimum lors des vibrations moléculaires.

Lorsqu'il est irradié par une lampe rouge, le composé de chrome stocke également de l'énergie dans ses molécules pour une utilisation ultérieure potentielle, un peu comme la photosynthèse d'une plante. "De ce fait, il est également possible d'utiliser nos nouveaux matériaux dans la photosynthèse artificielle pour produire des combustibles solaires", a déclaré récemment Oliver Wenger, directeur de recherche et professeur au département de chimie de l'Université de Bâle.

Bien que des recherches antérieures sur les alternatives aux métaux nobles aient étudié le potentiel de l’utilisation du fer et du cuivre avec un certain succès, le chrome semble initialement bien plus performant que l’une ou l’autre option. Cela dit, Wenger concède qu’« il ne semble pas clair quel métal finira par remporter la course en ce qui concerne les applications futures dans les matériaux luminescents et la photosynthèse artificielle ».

À l'avenir, l'équipe de Wenger espère étendre ses recherches pour les tester dans d'autres applications, ce qui pourrait permettre aux molécules de briller dans tout le spectre de couleurs pour inclure des teintes rouges, vertes et bleues. De plus, l’optimisation de ses attributs catalytiques pourrait le pousser davantage vers un matériau alternatif viable à utiliser dans les panneaux solaires.

Andrew Paul est le rédacteur de Popular Science qui couvre l'actualité technologique. Auparavant, il était un collaborateur régulier de The AV Club et d'Input, et ses travaux récents ont également été présentés par Rolling Stone, Fangoria, GQ, Slate, NBC, ainsi que McSweeney's Internet Tendency. Il vit à l'extérieur d'Indianapolis.