Les matériaux luminescents ou luminophores sont capables d’émettre de la lumière, et se distinguent par leur intensité lumineuse et par leur rémanence (durée de persistance d’un phénomène après disparition de sa cause). Des chercheurs britanniques de la Lancaster University ont mis au point un nouveau matériau qui s’activerait à la lumière et présenterait une rémanence de plusieurs mois, voire plusieurs années.
La particularité de ce matériau est qu’il ne restituerait pas de la lumière, mais convertirait l’énergie lumineuse emmagasinée en énergie calorifique, et ce à la demande. Ce matériau fait partie de la famille des structures organométalliques très poreuses (MOF, Metal-Organic Framework). En particulier, les scientifiques sont partis d’un DMOF1 dont les pores ont été comblés de molécules d’azobenzène. L’azobenzène est un composé chimique à deux isomères qui est capable de changer de configuration (cis ou trans) selon l’incidence ultraviolette à laquelle il est exposé. Il est donc capable de se déformer de façon réversible. Le fait que l’azobenzène soit prisonnier dans la porosité du DMOF1, il sera figé dans sa nouvelle configuration après exposition aux UV et stockera l’énergie emmagasinée par ce changement de forme comme le ferait un ressort comprimé.
Pour permettre à ce matériau de libérer des calories à la demande, il suffit de l’exciter de nouveau, mais cette fois avec un chauffage relativement léger, pour obtenir un phénomène rapide de chauffage très intéressant, dont l’énergie est très supérieure à celle reçue lors de l’excitation. Les chercheurs ont pu vérifier ce phénomène sur une période de 4 mois, mais ils estiment que le stockage d’énergie de ce système, qui fonctionne un peu comme un matériau à changement de phase solide-solide, pourrait perdurer jusqu’à 4 ans et demi. Ce concept, qui fait l’objet d’approfondissements, pourrait être intégré dans des solutions permettant de réaliser d’importantes économies d’énergie, par exemple avec des dispositifs qui capteraient l’énergie solaire le jour pour la restituer la nuit, ou fonctionnant sur un mode été-hiver, pour contribuer à chauffer les bâtiments, dégivrer les parebrises, les ailes d’avion, ou les pales d’éoliennes.
Les résultats de ces travaux très prometteurs ont été publiés en novembre 2020 dans la revue Chemical of Materials sous le titre « Long-Term Solar Energy Storage under Ambient Conditions in a MOF-Based Solid–Solid Phase-Change Material ». Par ailleurs, la littérature fait état d’une publication en 2019, par une équipe de chercheurs belges, français (Université de Montpellier) et sud-coréens, qui exploite un DMOF1 (dopé en cuivre ou en zinc) pour des propriétés tout aussi intéressantes de stockage d’énergie mécanique.
Serveur web : https://newatlas.com/materials/metal-organic-framework-material-stores-energy/
Date : 12/2020