La recherche dans le domaine de l’énergie solaire connaît une avancée prometteuse grâce aux travaux réalisés à l’Université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW) en Australie. Un groupe de chercheurs y développe des dispositifs innovants appelés diodes thermoradiatives qui pourraient transformer la manière dont les satellites se procurent leur énergie. Contrairement aux panneaux solaires traditionnels qui doivent recevoir la lumière du soleil, ces nouvelles technologies visent à générer de l’électricité en émettant de la lumière, créant ainsi un potentiel d’utilisation de l’énergie solaire même la nuit.
Technologie des diodes thermoradiatives
Les diodes thermoradiatives, menées par le professeur Ned Ekins-Daukes, fonctionnent en convertissant les radiations infrarouges, qui sont émises par la Terre durant la nuit, en électricité. Cette radiation, bien que non visible à l’œil nu, est perceptible sous forme de chaleur. Le principe de fonctionnement repose sur la différence de température entre la source de chaleur, ici la Terre, et son environnement. Cela permet de générer de l’électricité, même dans des conditions de faible luminosité.
Actuellement, la densité de production électrique de ces diodes est de 1 watt par mètre carré. Bien que modeste, cette puissance est suffisante pour alimenter de petits appareils, tels que des montres numériques. Cette innovation pourrait marquer le début d’une nouvelle ère dans l’alimentation des dispositifs à énergies renouvelables, surtout dans des environnements comme l’espace.
Applications potentielles pour les satellites
Traditionnellement, les satellites dépendent des panneaux solaires qui ne fonctionnent que lorsqu’ils sont exposés à la lumière du soleil. En revanche, les diodes thermoradiatives pourraient servir de source d’énergie complémentaire pendant les phases d’obscurité qui perdurent jusqu’à 45 minutes en orbite terrestre basse. Cela constituerait une avancée majeure pour la fiabilité et la durabilité des systèmes de communication et de collecte de données satellites.
Ces nouveaux dispositifs permettent de fournir de l’énergie auxiliaire sans nécessiter de batteries supplémentaires, ce qui allège le poids et les coûts associés aux satellites. De plus, alors que ces engins deviennent de plus en plus petits et sophistiqués, les diodes thermoradiatives maximisent l’utilisation de l’espace de surface disponible, augmentant ainsi l’efficacité des satellites.
Collaborations et recherches futures
Les chercheurs de l’UNSW collaborent avec des institutions comme NASA, où des scientifiques examinent également des technologies similaires pour diverses missions spatiales. Le Dr Geoffrey Landis, par exemple, souligne que bien que les diodes thermoradiatives soient prometteuses, leur adoption à grande échelle nécessitera une optimisation des coûts, particulièrement pour les opérations en orbite basse, où les systèmes de batteries peuvent s’avérer plus économiques sur de courtes durées.
Les équipes de recherche, intégrant des experts comme Landis et le Dr Stephen Polly, explorent la faisabilité de ces diodes pour des missions dans l’espace profond. Cette technologie pourrait éliminer le besoin de générateurs thermoélectriques lourds qui dépendent d’isotopes radioactifs, une ressource coûteuse et complexe à gérer.
Prochaines étapes et défis
Les prochaines étapes de cette recherche consisteront à examiner de nouveaux matériaux pour améliorer la durabilité des diodes à des températures élevées, sujet crucial pour leur performance à long terme. Parallèlement, les méthodes de production devront être affinées pour s’aligner sur les processus actuels de fabrication des cellules solaires. L’objectif ultime de ces avancées est d’améliorer la performance et l’évolutivité des diodes thermoradiatives, avec un horizon commercial prévu dans les cinq prochaines années.
En somme, l’idée de générer de l’énergie à partir des radiations infrarouges nocturnes pourrait redéfinir l’approvisionnement énergétique des satellites. Les innovations menées par UNSW pourraient prochainement révolutionner le secteur spatial, rendant possible une nouvelle façon de capter et d’utiliser l’énergie dans l’univers.