Conception de matériaux à changement de phase (MCP) à base de bois, modifiés par interface, pour la conversion de l’énergie solaire thermique. Des nanoparticules de phosphore noir (BPNS) déposées par centrifugation (MPN) sur des aérogels de DW (désignés TBW) ont été traitées par réduction de l’argent et greffage de groupes alkyle en position 18 (TBAW). Les MCP finaux chargés en acide salicylique (SA) ont été désignés TBAWP. Crédit : Advanced Energy Materials (2026). DOI : 10.1002/aenm.70872

Bien que l’énergie solaire durable puisse potentiellement répondre à nos besoins énergétiques mondiaux, elle présente un inconvénient majeur : lorsque le soleil disparaît, les panneaux solaires cessent de produire de l’électricité. Le problème réside dans le fait que, s’ils convertissent parfaitement la lumière en électricité, ils sont beaucoup moins performants pour stocker l’énergie qu’ils captent.

Une solution consiste à utiliser des matériaux capables de capter la chaleur et de la restituer ultérieurement, comme les matériaux à changement de phase (MCP). Cependant, ces derniers peuvent fuir lors de leur fusion, conduire la chaleur difficilement et s’enflammer facilement. C’est pourquoi des chercheurs chinois ont opté pour une approche différente : transformer le bois en un matériau multifonctionnel de stockage d’énergie solaire thermique, comme ils le détaillent dans un article publié dans la revue Advanced Energy Materials .

Réingénierie du bois de balsa

L’équipe a repensé la structure interne du bois de balsa à différentes échelles, du nano au micro, afin de créer un matériau qui absorbe la lumière du soleil et la stocke sous forme de chaleur pour une utilisation ultérieure. Ce matériau peut également produire de l’électricité lorsque cette chaleur stockée est libérée par un dispositif thermoélectrique.

Ils ont d’abord retiré la lignine naturelle du bois, qui sert de liant aux fibres. Il en a résulté une structure poreuse composée de minuscules canaux ouverts. Ils ont ensuite recouvert l’intérieur de ces canaux de feuilles ultrafines de phosphore noir, qui absorbe la lumière du soleil sur plusieurs longueurs d’onde et la convertit en chaleur. Cependant, le phosphore se dégrade rapidement à l’air libre ; les scientifiques ont donc ajouté une couche protectrice d’acide tannique et d’ions de fer.

Crédit : Advanced Energy Materials (2026). DOI : 10.1002/aenm.70872

L’étape suivante consistait à ajouter des nanoparticules d’argent pour aider le bois à capter la lumière du soleil. Enfin, une couche hydrofuge a été appliquée afin que le matériau reste sec et résiste à la pourriture par tous les temps.

Une fois la structure en bois de balsa prête, les chercheurs l’ont remplie d’une cire thermosensible appelée acide stéarique . Ce matériau à changement de phase biosourcé fond et emmagasine de l’énergie lorsqu’il est chauffé, puis se solidifie et libère cette énergie lorsqu’il est refroidi.

L’une des raisons de l’excellente efficacité thermique de ce bois est que la chaleur se propage dans le sens du grain plutôt qu’en surface. Ainsi, elle se déplace plus rapidement vers un générateur externe pour être transformée en électricité.

Performance impressionnante

Pour prouver l’efficacité de leur innovation, l’équipe a réalisé plusieurs tests. Dans un simulateur solaire, le matériau a atteint un rendement photothermique de 91,27 %, ce qui signifie que la quasi-totalité de la lumière incidente a été convertie en chaleur utilisable. Il a également stocké 175 kilojoules d’énergie par kilogramme. Connecté à un générateur thermoélectrique, le bois de balsa modifié a produit jusqu’à 0,65 volt.

Outre ses performances énergétiques, ce revêtement s’est avéré efficace contre les risques courants auxquels sont exposées les structures en bois en extérieur, tels que le feu, les bactéries et les champignons. « Ce revêtement hybride améliore considérablement la sécurité incendie en réduisant le taux de dégagement de chaleur (HRR) et le taux de dégagement de chaleur total (THR) de 27,4 % et 31,2 % respectivement, et il est performant contre E. coli et S. aureus », ont commenté les auteurs de l’étude dans leur article.

En s’attaquant à certains de ces problèmes, l’équipe se rapproche d’une solution pratique pour exploiter l’énergie solaire même après le coucher du soleil. « Ce travail présente une plateforme à base de bois, évolutive et respectueuse de l’environnement, pour une production avancée d’énergie solaire thermique. »

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.70872

https://dx.doi.org/10.1002/aenm.70872*

https://techxplore.com/news/2026-04-wood-solar-power-sun.html