cellules-solaires-bactéries

Alors que l’énergie solaire est en plein essor partout dans le monde, étant une forme d’énergie propre et renouvelable, des chercheurs de l’Université de la Colombie-Britannique au Canada, ont trouvé une façon économique et durable de construire une cellule solaire en utilisant des bactéries qui convertissent la lumière en énergie.

Ce dispositif fonctionne dans la pénombre et sous la lumière vive

Leur cellule générait un courant plus fort que tout ce qui a été fait précédemment à partir d’un tel dispositif, et fonctionnait aussi efficacement dans la pénombre que dans la lumière vive.

Cette innovation pourrait être un pas vers une adoption plus large de l’énergie solaire dans des endroits comme la Colombie-Britannique et certaines parties du nord de l’Europe où le ciel couvert est commun. Avec le développement ultérieur, ces cellules solaires – appelées «biogéniques» parce qu’elles sont constituées d’organismes vivants – pourraient devenir aussi efficaces que les cellules synthétiques utilisées dans les panneaux solaires conventionnels.

« Notre solution à un problème unique est une étape importante vers la rentabilité de l’énergie solaire », a déclaré Vikramaditya Yadav, professeur au département de génie chimique et biologique de l’Université de la Colombie-Britannique qui a dirigé le projet.

Les cellules solaires sont les éléments constitutifs des panneaux solaires. Ils font le travail de convertir la lumière en courant électrique. Les efforts précédents pour construire des cellules solaires biogéniques se sont concentrés sur l’extraction du colorant naturel que les bactéries utilisent pour la photosynthèse. C’est un processus coûteux et complexe qui implique des solvants toxiques et peut provoquer la dégradation du colorant.

Modifier E. coli pour la conversion en énergie

La solution des chercheurs de l’UBC est de laisser le colorant dans la bactérie. Ils ont génétiquement modifié E. coli pour produire de grandes quantités de lycopène – un colorant qui donne aux tomates leur couleur rouge-orange et est particulièrement efficace pour récolter la lumière pour la conversion en énergie. Les chercheurs ont enduit les bactéries avec un minéral qui pourrait agir comme un semi-conducteur, et appliqué ce mélange à une surface de verre.

Avec ce verre agissant comme une anode à une extrémité de leur cellule, ils ont généré une densité de courant de 0,686 milliampère par centimètre carré – une amélioration de 0,362 milliampère atteint par d’autres dans ce domaine.

« Nous avons enregistré la densité de courant la plus élevée pour une cellule solaire biogénique », a déclaré Yadav. « Ces matériaux hybrides que nous développons peuvent être fabriqués de manière économique et durable, et, avec une optimisation suffisante, ils pourraient fonctionner à des rendements comparables à ceux des cellules solaires conventionnelles. »

Les économies de coûts sont difficiles à estimer, mais M. Yadav croit que cette découverte réduirait le coût de la production de teinture à environ un dixième de ce qu’il serait autrement.  Il a ajouté qu’il existe d’autres applications potentielles pour ces matériaux biogéniques, comme dans l’exploitation minière, l’exploration en haute mer et d’autres environnements où la lumière est de faible intensité.

Cette recherche a été publiée dans la dernière édition de la revue Small.