
Cellules Grätzel
Pour notre expérience, nous avons décidé de fabriquer des cellules Grätzel, système photoélectrochimique qui s'inspire de la photosynthèse végétale pour créer de l'énergie (elles n'ont donc besoin que d'être éclairées afin de créer une tension). Nous avons donc contacté l'Université Pierre-et-Marie-Curie, située à Paris, dans laquelle Maëlys connaît un chercheur et professeur nommé David Kreher qui nous a volontiers envoyé un kit de fabrication de ces cellules (qu'il donne normalement à ses élèves).
Les résultats que nous avons obtenus ne sont pas très élevés et ne permettent pas de faire fonctionner une lampe, mais notre expérience n'a pas été réalisée dans des conditions parfaites (et nous ne sommes pas des professionnelles non plus !). Cependant, fabriquées dans un laboratoire et en grande quantité, elles permettent d'alimenter de grands espaces en électricité, comme « The SwissTech Convention Center » (un centre de congrès construite sur le campus de l'Ecole Polytechnique fédérale de Lausanne, à Ecublens, en Suisse). En effet, Solaronix (une société spécialisée dans les cellules solaires à colorant et les équipements de simulation solaire), a décidé de collaborer avec cette école afin de créer la première façade au monde (elle est appelée « the Dye Solar Cell façade ») constituée uniquement de cellules Grätzel, en plusieurs coloris, qui fournissent de l'électricité et qui permettent, en outre, de limiter l'arrivée directe des rayons de soleil dans le bâtiment (ce qui réduit l'utilisation d'air conditionné, et donc du coût).
Ces cellules ont été nommées ainsi en l'honneur de leur concepteur, Michael Grätzel, qui a étudié à l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne, précédemment évoquée. Leur coût de production est très faible, leur fabrication et leur recyclage sont beaucoup moins polluants que pour des cellules classiques, elles créent de l'électricité même sans ensoleillement direct (voire sous un éclairage faible) et elles sont plutôt minces et transparentes, ce qui permet des utilisations variées. Mais l'électrolyte utilisé est instable (les solvants qui le composent sont volatils et présentent un risque d'évaporation) : il faut donc faire très attention lors de leur fabrication. Cela reste tout de même une innovation majeure dans l'industrie des énergies propres et respectueuses de la nature.
Protocole
Produits et outils à utiliser :
- de l'éthanol à 95°
- de la iodolyte AN-50
- du colorant Ruthenizer 535-bisTBA
- une balance électronique précise à 0,01 g près
- une capsule de pesée
- deux béchers
- une pipette jaugée (munie d'une propipette) de 25 mL
- un agitateur en verre
- une boîte de pétri vide
- une pince
- trois électrodes, une grande et deux petites (« Education Cell Titania Electrodes, tranparent »)
- trois contre-électrodes, une grande et deux petites (« Education Cell Platinium Electrodes, drilled »)
- un dessous de plat
- un sèche-cheveux
- une seringue à ventouse
- deux cadres thermocollants correspondant à la taille de chaque électrode
- quatre petits autocollants de verre ronds
- quatre petits patchs thermocollants
- un voltmètre
- une lampe de bureau
Nous manipulons des produits dangereux, donc nous avons pris également des blouses, des lunettes et des gants.
La plupart des produits sont de la marque Solaronix et viennent du kit que le professeur de l'UPMC nous a envoyé. Nous avons ensuite demandé dans les laboratoires de physiques et de SVT du lycée le reste des outils.
1ère étape : Dissolution du colorant synthétique
(Cliquez sur les photos pour les agrandir et voir leurs numéros)
- Peser 10 mg de Ruthenizer 535-Bis TBA à l'aide de la balance électronique et de la capsule de pesée (voir photos n°1, 2 et 3)



- Verser l'éthanol dans un bécher (voir photos n°4, 5 et 6)

