Des chercheurs de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS) ont développé des films minces à base d’oxyde de titane. Ce nouveau matériau serait capable de convertir directement la lumière du soleil en chaleur avec une efficacité sans précédent. Une étape importante pour une exploitation plus efficace de l’énergie solaire et pour proposer des solutions polyvalentes en matière d’efficacité énergétique. Les scientifiques indiquent que cette avancée pourrait révolutionner de nombreux secteurs, allant des bâtiments écoénergétiques à la production de carburants durables, en passant par l’approvisionnement en eau potable.
Des revêtements photothermiques minces à base de Ti₄O₇
L’équipe de recherche de l’INRS, dirigée par le professeur My Ali El Khakani, a développé un matériau innovant appartenant à un groupe appelé « phases Magnéli », des oxydes de titane sous-stœchiométriques qui possèdent des propriétés électriques et chimiques uniques. Pour en arriver là, les scientifiques affirment avoir trouvé une solution aux limites des méthodes traditionnelles de production de Ti₄O₇. Loïck Pichon, doctorant à l’INRS, explique que ce composé chimique est « classiquement synthétisé par des méthodes de réduction thermique sous forme de poudre ». Une méthode qui, selon lui, ne permet pas généralement « la synthèse de la phase pure du matériau Ti₄O₇, ni le contrôle précis de sa composition, de sa morphologie et de sa nanostructure ». Ce qui limite grandement le potentiel du matériau en matière de conductivité thermique.
Utilisation de la pulvérisation magnétron
Pour ce faire, les chercheurs auraient utilisé la méthode dite de « pulvérisation magnétron », une technique de dépôt de films minces métalliques utilisant un plasma. Grâce à cette méthode, couramment utilisée dans l’industrie des semi-conducteurs, ils ont déposé des revêtements de Ti₄O₇, de quelques centaines de nanomètres d’épaisseur, sur différents substrats tels que le silicium, le métal et le verre. Ce qui aurait, selon My Ali El Khakani, modifié totalement les propriétés de ces derniers. « Le revêtement de Ti₄O₇ ainsi déposé modifie complètement les propriétés de surface du substrat, qui peut désormais être de grande taille ou de natures diverses (plaques métalliques, plaquettes de silicium ou plaques de verre) », a-t-il déclaré dans un communiqué de presse.
Diverses applications possibles
D’après eux, il y a diverses applications possibles avec ces revêtements Ti₄O₇, grâce notamment à leur haute résistance à la corrosion, leur conductivité électrique élevée et leur capacité exceptionnelle de conversion photothermique. Ils pourront, par exemple, être utilisés pour fabriquer des anodes haute performance capables d’éliminer efficacement les polluants organiques persistants, ou encore pour fabriquer des fenêtres chauffantes intelligentes. Pour aller encore plus loin, ils pourront également être utilisés pour le dessalement passif.
« La possibilité de créer de minces revêtements photothermiques sur des surfaces de taille raisonnable est particulièrement prometteuse pour le dessalement passif dans des applications de niche », souligne El Khakani. De plus, il ajoute que, contrairement au procédé d’osmose inverse, cette méthode utilise uniquement la lumière directe du soleil et ne nécessite aucun apport d’énergie électrique externe. « D’un point de vue scientifique, nos résultats constituent une contribution majeure, car ils établissent pour la première fois la relation fondamentale entre la capacité d’absorption optique des films Ti₄O₇ et leur efficacité de photoconversion », a conclu le professeur. Plus d’informations : inrs.ca. Que pensez-vous de cette innovation ? Je vous invite à partager votre avis, vos remarques ou nous signaler une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .
