Un groupe de chercheurs suédois pense avoir trouvé le moyen de les remplacer les minéraux rares utilisés pour produire les panneaux solaires par du fer – un métal bon marché et se trouvant en très grande quantité sur Terre.
A mesure que le besoin pour plus d’énergies renouvelables se fait sentir, l’énergie solaire a connu un essor en Europe et dans le monde. Un facteur clé est toutefois venu ralentir son progrès : la production de panneaux photovoltaïques est jusqu’à présent gourmande en métaux et terres rares, utilisés pour renforcer leur performance. Ces zirconium, béryllium, indium, vanadium ou lithium sont utilisées pour fabriquer les produits high-tech (les smartphones, ordinateurs et autres). Cela qui rend la production de panneaux solaires coûteuse et relativement mauvaise pour l’environnement.
Les matériaux dits « semi-conducteurs », les panneaux photovoltaïques produisent de l’électricité lorsqu’ils sont éclairés par le soleil. Mais pour fonctionner, les cellules solaires photovoltaïques ont besoin de structures composées d’un cation métallique ainsi que d’autres molécules (ou ions) capables de fournir un doublet électronique au cation. Les métaux rares servent à leur production. Ils servent aussi à produite des produits high tech d’usage commun : disque dur de 500 g contient par exemple environ 4,5 g de minéraux rares.
Les conséquences de cette avidité pour les terres rares pèsent à la fois sur l’environnement et sur la viabilité des secteurs qui en dépendent. En outre, il faut 15 à 20 ans entre le moment où l’on trouve une mine et celui où on commence à l’exploiter, leur extraction est très longue et coûteuse. L’addition s’alourdit encore quand on sait que moins de 1% des minéraux rares sont recyclés. A contrario, la croûte terrestre est constituée de près de 6 % de fer, et cette ressource existe donc en quantité suffisamment abondante pour que la question du manque ne se pose pas.
Des chercheurs de l’université de Lund (Suède) pourraient cependant bien avoir trouvé une solution pour contourner cet obstacle. Dans un communiqué publié le 30 novembre 2018, ils assurent avoir découvert une technique utilisant la molécule de fer pour fournir de l’énergie solaire moins chère et se passer des minéraux rares habituels. Cette molécule, dont la structure entourant l’atome de fer a été retravaillée, a la capacité à briller suffisamment longtemps pour être observée à l’œil nu et à température ambiante.
Dans l’étude publiée par la revue Sciences, les chercheurs pensent que ce système pourrait même être intégré aux LEDs. Si la technologie est encore loin d’être pleinement développée, il s’agit d’une piste intéressante pour réduire notre dépendance aux minéraux rares.