Publié le 25 février 2026 02:09:00. Des chercheurs de l’UC Santa Barbara ont mis au point une nouvelle molécule capable de stocker l’énergie solaire sous forme de chaleur, offrant une alternative prometteuse aux batteries lithium-ion et ouvrant la voie à des solutions de chauffage plus durables et autonomes.
Les panneaux solaires cessent de fonctionner dès le coucher du soleil, un obstacle majeur au développement des énergies renouvelables. Pour pallier ce problème, des chimistes de l’université de Californie à Santa Barbara ont développé une solution innovante qui ne nécessite ni batteries encombrantes, ni réseaux électriques complexes.
Publiée dans la revue Science, cette recherche détaille un nouveau matériau capable de capter la lumière du soleil, de stocker l’énergie dans des liaisons chimiques et de la libérer sous forme de chaleur à la demande. Ce matériau, une molécule organique modifiée appelée pyrimidone, représente une avancée significative dans le domaine du stockage d’énergie thermique solaire moléculaire (MOST).
« Le concept est réutilisable et recyclable », explique Han Nguyen, doctorant au sein du groupe de recherche dirigé par la professeure Grace Han et auteur principal de l’étude.
Pour illustrer le fonctionnement de cette molécule, Nguyen établit une comparaison avec les lunettes de soleil photochromiques : « Pensez aux lunettes de soleil photochromiques. Lorsque vous êtes à l’intérieur, ce ne sont que des verres clairs. Vous sortez au soleil et elles s’assombrissent d’elles-mêmes. Revenez à l’intérieur et les verres redeviennent clairs. » Il poursuit : « Ce genre de changement réversible est ce qui nous intéresse. Seulement, au lieu de changer de couleur, nous voulons utiliser la même idée pour stocker de l’énergie, la libérer lorsque nous en avons besoin, puis réutiliser le matériau encore et encore. »
L’équipe s’est inspirée de l’ADN pour concevoir cette molécule. La structure de la pyrimidone est similaire à un composant présent dans l’ADN qui subit des changements structurels réversibles lorsqu’il est exposé à la lumière ultraviolette. En créant une version synthétique de cette structure, les chercheurs ont mis au point une molécule capable de stocker et de libérer de l’énergie de manière réversible. Ils ont collaboré avec Ken Houk, un professeur-chercheur distingué à l’UCLA, pour utiliser la modélisation informatique afin de comprendre pourquoi la molécule était capable de stocker de l’énergie et de rester stable pendant des années sans perte.
« Nous avons donné la priorité à une conception moléculaire légère et compacte », précise Nguyen. « Pour ce projet, nous avons supprimé tout ce dont nous n’avions pas besoin. Tout ce qui était inutile, nous l’avons éliminé pour rendre la molécule aussi compacte que possible. »
Contrairement aux panneaux solaires traditionnels qui convertissent la lumière en électricité, cette molécule convertit la lumière en énergie chimique. Elle fonctionne comme un ressort mécanique : lorsqu’elle est exposée à la lumière du soleil, elle se tord pour prendre une forme tendue et à haute énergie, et reste verrouillée dans cette forme jusqu’à ce qu’un déclencheur, comme une petite quantité de chaleur ou un catalyseur, la ramène à son état détendu, libérant ainsi l’énergie stockée sous forme de chaleur.
« Nous la décrivons généralement comme une batterie solaire rechargeable », explique Nguyen. « Elle stocke la lumière du soleil et peut être rechargée. »
La nouvelle molécule présente une densité énergétique impressionnante de plus de 1,6 mégajoules par kilogramme (MJ/kg). Cela représente environ le double de la densité énergétique d’une batterie lithium-ion standard (environ 0,9 MJ/kg) et dépasse significativement les performances des générations précédentes de commutateurs optiques.
Une avancée cruciale pour l’équipe de Han a été de traduire cette densité énergétique élevée en un résultat concret. L’étude démontre que la chaleur dégagée par le matériau est suffisamment intense pour faire bouillir de l’eau, un exploit difficile à atteindre jusqu’à présent dans ce domaine. « Faire bouillir de l’eau est un processus qui consomme beaucoup d’énergie », souligne Nguyen. « Le fait que nous puissions faire bouillir de l’eau dans des conditions ambiantes est une grande réussite. »
Cette capacité ouvre la voie à des applications pratiques variées, allant du chauffage hors réseau pour le camping au chauffage de l’eau résidentiel. Le matériau étant soluble dans l’eau, il pourrait être pompé à travers des capteurs solaires installés sur les toits pour se recharger pendant la journée et stocké dans des réservoirs pour fournir de la chaleur la nuit.
« Avec les panneaux solaires, vous avez besoin d’un système de batterie supplémentaire pour stocker l’énergie », explique Benjamin Baker, doctorant au Han Lab et co-auteur de l’étude. « Avec le stockage moléculaire de l’énergie solaire thermique, le matériau lui-même est capable de stocker cette énergie provenant de la lumière du soleil. »
La recherche a été soutenue par la Moore Inventor Fellowship, que Han a reçue en 2025 pour poursuivre le développement de ces « batteries solaires rechargeables ».
Source: Université de Californie à Santa Barbara