La peinture solaire est une peinture qui, en plus de colorer et de protéger les surfaces (murs, portes, trottoirs, etc.), a la capacité de réagir à la lumière du soleil pour produire une énergie propre et durable.
Il existe deux types de peintures solaires : l’une, qui produit de l’électricité, a été étudiée et développée il y a une dizaine d’années ; l’autre, plus récente, réagit avec la vapeur d’eau présente dans l’air grâce à la lumière du soleil et est capable de générer de l’hydrogène. Ces deux peintures solaires sont très intéressantes pour exploiter les ressources naturelles et produire une énergie propre et inépuisable. Mais peut-on les acheter en magasin ? Nous vous expliquons tout ci-dessous.
Origines : son origine, son évolution et son développement
La nécessité de trouver de nouvelles façons de produire une énergie propre et durable a incité de nombreuses universités et organisations à étudier toutes les possibilités. Par exemple, des chercheurs de l'Université de Notre Dame, dans l'Indiana (États-Unis), ont publié fin 2011 un article intitulé « Peinture solaire révolutionnaire : une approche transformatrice en une seule étape pour la conception de cellules solaires nanocristallines », détaillant leurs recherches et les propriétés de cette peinture pour la production d'électricité, à l'instar des panneaux solaires photovoltaïques.
Pour leur développement, ils ont utilisé une pâte sans liant composée de nanoparticules semi-conductrices de CdS, CdSe et TiO₂, appliquée sur une surface de verre conducteur et recuite à 473 K. Le comportement de photoconversion de ces électrodes en film semi-conducteur a été évalué dans une cellule photoélectrochimique composée d'une contre-électrode en graphène-Cu₂S et d'un couple redox sulfure/polysulfure. Lors des tests, des tensions en circuit ouvert atteignant 600 mV et un courant de court-circuit de 3,1 mA/cm² ont été obtenus avec les électrodes CdS/TiO₂ et CdSe/TiO₂. De plus, des rendements de conversion d'énergie supérieurs à 1 % ont été atteints pour des cellules solaires construites selon la méthode conventionnelle de la brosse simple, dans des conditions ambiantes.
Ce type de peinture est déjà commercialisé et fabriqué par plusieurs entreprises, dont SolarPaint Ltd., basée en Israël. S'appuyant sur les recherches initiales de l'Université de Notre Dame, SolarPaint a développé et breveté la « peinture solaire » et la commercialise depuis 2018. Mais comme mentionné précédemment, une autre étude menée par le Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) a permis de développer une peinture solaire capable d'absorber la vapeur d'eau pour produire de l'hydrogène. Il s'agit d'une véritable révolution dans le domaine des matériaux durables : une source d'énergie propre directement sur vos murs. L'hydrogène est d'ailleurs considéré comme l'une des sources d'énergie propre de l'avenir. Cette étude n'en est qu'à ses débuts et des recherches supplémentaires sont nécessaires pour exploiter pleinement le potentiel de cette nouvelle peinture solaire. Par conséquent, il faudra attendre plusieurs années avant d'avoir de meilleures nouvelles.
Caractéristiques de la peinture solaire
Lorsqu'on parle de peinture solaire photovoltaïque, le secret de la technologie brevetée par la société SolarPaint réside dans l'utilisation de « points quantiques », des nanoparticules productrices d'énergie. Ces points quantiques sont mis en suspension (dilués) dans un mélange d'eau et d'alcool, puis transformés en peinture solaire. Celle-ci peut ensuite être appliquée sur toute surface conductrice, sans équipement spécifique. La « grille d'électrodes » de SolarPaint (composée de fils ultrafins semblables à une moustiquaire) et le revêtement imprégné de nanoparticules permettent de générer de l'énergie solaire lorsqu'elle est appliquée sur les toits, les murs et, à l'avenir, même sur les routes. Cette technologie pourrait révolutionner le marché des panneaux solaires traditionnels, dont l'utilisation est fortement limitée par la surface disponible pour l'installation de panneaux solaires.
Comment ça marche ?
La peinture solaire , ou peinture photovoltaïque, est une source d'énergie solaire alternative qui utilise la peinture pour générer de l'électricité lorsqu'elle est exposée au soleil. Cette électricité est ensuite transférée à une batterie de voiture. Grâce à un matériau appelé pérovskite, l'application de cette peinture transforme n'importe quelle surface en panneau solaire. Composée principalement de titanate de calcium, elle est moins coûteuse que le silicium utilisé pour les panneaux solaires. De plus, ces panneaux peuvent être beaucoup plus fins que les panneaux traditionnels.
Ce procédé repose sur les récentes avancées de la recherche sur les nanocristaux semi-conducteurs. Une peinture solaire monocouche a été mise au point pour la conception de cellules solaires à points quantiques. Bien que des améliorations soient encore nécessaires pour développer des dispositifs entièrement à l'état solide de grande surface, cette première tentative de préparation d'une peinture solaire offre l'avantage d'une conception simple et de cellules solaires de nouvelle génération économiquement viables. Cette source d'énergie alternative convient aux surfaces non planes et aux zones où les panneaux solaires thermiques actifs classiques ne peuvent être installés, comme les automobiles ou les appareils mobiles en général.
La production d'hydrogène permet de créer une peinture solaire à base d'hydrogène, ou Solar Paint-H2. Son application est simple : il suffit d'appliquer une couche de peinture sur un toit, une porte ou un mur extérieur à l'aide d'un rouleau ou d'un pinceau. C'est tout ; le système ne nécessite que la lumière du soleil et la vapeur d'eau présente dans l'air. Ce matériau vous permet de profiter des nombreux avantages de l'énergie solaire sans installer de panneaux photovoltaïques.
Techniquement, son fonctionnement repose sur la capture et la condensation de la vapeur d'eau présente dans l'air. Grâce à l'oxyde de titane, la peinture agit ensuite comme un semi-conducteur pour l'électrolyse photocatalytique de l'eau capturée. Autrement dit, elle favorise sa décomposition en molécules d'oxygène et d'hydrogène. Cet hydrogène peut alors être récupéré et utilisé comme carburant dans des piles électrochimiques ou des moteurs.
Avantages de la peinture solaire
Peinture photovoltaïque solaire ou peinture solaire –eH :
- Facile à fabriquer
- Plus économiques que les panneaux à base de silicium
- Tirez parti de toute surface
- Facile à appliquer (comme n'importe quelle peinture)
- En cours de commercialisation depuis 2018
Peinture à l'hydrogène ou solaire – H2 :
- Facile à fabriquer
- Facile à appliquer (comme n'importe quelle peinture)
- Tirez parti de toute surface
- Capable de générer une énergie propre et illimitée
Bien que ces nouvelles méthodes de production d'énergie puissent sembler ne présenter que des avantages, la vérité est que, pour le moment, elles comportent encore quelques inconvénients.
- Les performances restent inférieures à celles des puces en silicium
- Sa gestion et son utilisation nécessitent des équipements électriques et électroniques
Peinture solaire à hydrogène ou peinture solaire -H2
- Difficultés de stockage du H2 produit
- Encore en développement
Peinture solaire pour les maisons : réalité ou fiction ?
Bien que cela puisse paraître de la science-fiction, il s'agit pourtant d'une alternative que nous pourrons bientôt acquérir. Cependant, l'intervention d'un professionnel sera nécessaire pour finaliser l'installation. Cela inclut les raccordements électriques pour le stockage de l'énergie, sa conversion en courant alternatif pour la maison, etc. Il est important de noter que les surfaces peintes avec une peinture solaire photovoltaïque fonctionnent comme des panneaux solaires. Pour exploiter pleinement leur potentiel, elles doivent être complétées par d'autres composants tels que des batteries, des régulateurs de charge, des onduleurs, etc
Concernant la peinture solaire à base d'hydrogène, nous pouvons la considérer comme une réalité, la recherche ayant démontré la faisabilité de sa production. Cependant, son utilisation ne sera pas possible avant quelques années, car l'hydrogène est un gaz qui doit être capturé après sa production, une étape qui n'est pas encore totalement maîtrisée avec la peinture solaire. Mais comme la production d'hydrogène est actuellement très coûteuse et polluante, nous sommes convaincus que de nombreuses entreprises s'intéresseront à la résolution du problème de la capture de l'hydrogène produit par la peinture solaire.
Source : HogarSense
