Ce Matériau qui Pourrait Révolutionner l'Industrie Électronique

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Si on entend de plus en plus parler d’énergies vertes ou renouvelables, on oublie parfois qu’elles reposent souvent sur des matériaux rares, précieux… et parfois toxiques. C’est par exemple le cas des panneaux photovoltaïques. Heureusement, les scientifiques et ingénieurs qui travaillent sur le sujet ne l’oublient pas, et sont constamment à la recherche d’optimisations moins coûteuses et moins nocives. Et parfois, ces améliorations créent également des débouchés auxquels on n’aurait pas pensé a priori, comme le photovoltaïque… en intérieur.  ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️   Sources : https://pastebin.com/raw/LMibTn5F   Pour les questions de droit d'auteur ou questions commerciales, veuillez nous envoyer un e-mail : atech@clapnetwork.com

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00:00 on entend de plus en plus parler d'énergie verte ou renouvelable, on oublie parfois qu'elle

00:04 repose souvent sur des matériaux rares, précieux et parfois toxiques. C'est par exemple le cas des

00:09 panneaux photovoltaïques. Heureusement, les scientifiques et ingénieurs qui travaillent

00:12 sur le sujet ne l'oublient pas et sont constamment à la recherche d'optimisations moins coûteuses

00:17 et moins nocives. Et parfois, ces améliorations créent également des débouchés auxquels on

00:21 n'aurait pas pensé a priori, comme le photovoltaïque en intérieur. Restez avec nous sur ATTEC,

00:27 on vous explique ça tout de suite. Au cours des dernières décennies,

00:33 le bismuth est la plupart du temps passé sous le radar. Actuellement que quelques

00:37 utilisations dans la vie quotidienne, il est surtout connu pour ses couleurs chatoyantes

00:41 et ses cristaux anguleux et très graphiques. Mais dans les années à venir, le bismuth pourrait

00:46 changer le sens même du mot "vert" dans "énergie verte". Les gens connaissent le bismuth depuis

00:51 des milliers d'années, mais il a été identifié pour la première fois comme un élément en 1753.

00:56 Il était généralement extrait avec le plomb, le cuivre et l'étain pour être utilisé dans

01:01 des produits comme les cosmétiques et la peinture. C'est un métal cassant et irisé

01:05 doté d'un point de fusion bas et de la capacité à former de beaux cristaux géométriques lorsqu'il

01:10 est fondu puis refroidi lentement. Là où le bismuth est plus connu, c'est sans doute aux

01:15 Etats-Unis, dans l'industrie pharmaceutique. Si vous n'y avez jamais mis les pieds,

01:18 vous ne connaissez peut-être pas le sous-salicylate de bismuth, mais là-bas,

01:22 il est très connu sous le nom commercial de "pepto-bismol". Chaque dose de cette anti-diarrhéique

01:28 contient jusqu'à un quart de gramme de bismuth métallique. Évidemment, l'ingestion d'un métal

01:33 lourd n'est pas quelque chose de bien toléré. Ce médicament n'a d'ailleurs pas d'autorisation

01:37 de mise sur le marché pour la France. Mais le bismuth diffère quelque peu des autres métaux

01:41 lourds. Il se trouve sur le tableau périodique exactement au milieu d'une ligne allant du

01:45 mercure au radon et judicieusement appelé le "couloir de l'empoisonneur". Perdu au milieu

01:50 d'éléments aussi joyeux que le plomb, le thallium ou le polonium, le bismuth n'est étonnamment pas,

01:56 ou a priori peu, dangereux pour les humains. Même s'il est entouré d'éléments toxiques,

02:00 il semble totalement bénin, ce qui le rend non seulement sûr à ingérer, mais également à

02:04 manipuler, au point que l'on trouve sur le net des tentatives, disons plus ou moins expérimentales,

02:09 comme le plaquage de manches de couteau par du bismuth. Et pour cause, le bismuth a un point

02:14 de fusion très bas, enfin pour un métal, d'un peu plus de 270 degrés, ce qui rend sa manipulation

02:20 et la formation de cristaux relativement simple, mais nécessite également un peu de patience.

02:24 Voici la recette. Enfin, ne l'essayez pas à la maison, faites chauffer le bismuth dans une

02:29 casserole, écumez les impuretés ou les scories du haut, puis attendez que les cristaux se forment

02:34 en refroidissant. Avec un peu de chance, vous obtiendrez des cristaux brillants, présentant

02:38 des angles droits. Après cristallisation, le bismuth s'oxyde rapidement et prend alors cette

02:42 couleur violette. Mis à part ces cristaux élégants qui semblent issus d'une culture

02:46 extraterrestre, le bismuth possède également des propriétés uniques qui en font un outil

02:51 précieux pour les chercheurs. En effet, les propriétés électroniques du bismuth, autrement

02:56 dit, la répartition des électrons autour de son noyau, peuvent s'avérer intéressantes pour des

03:01 applications futures prometteuses. En autre, elle pourrait ouvrir le champ à la conception de

03:05 semi-conducteurs à base de bismuth pour une utilisation dans le photovoltaïque. Au cours

03:10 des dix dernières années environ, les scientifiques se sont penchés sur des substituts au silicium

03:14 moins chers et plus efficaces. Beaucoup se sont tournés vers les cellules solaires aux allogénures

03:19 de plomb et aux télurures de camnium, qui ont toutes deux des structures électroniques qui

03:24 les rendent très efficaces pour absorber la lumière du soleil. Mais ces matériaux sont

03:28 toxiques ou rares et peu durables. L'avantage des composés à base de bismuth est qu'ils sont

03:33 peu toxiques, et ce tout au long de leur existence. Les précurseurs et les matériaux ne sont pas

03:38 toxiques, et s'ils se dégradent dans in situ, ils ne nuiront pas à l'environnement. Pour cette même

03:43 raison, le bismuth a commencé à remplacer le plomb dans les soudures électroniques,

03:47 les plombs de pêche, les plombs de chasse et même les conduites d'eau dans les maisons. Il a ainsi

03:52 été promu pour sa capacité à remplacer le plomb dans de nombreuses applications et, ce faisant,

03:56 à réduire la possibilité que le plomb pénètre les sols ou l'eau potable lorsque ces éléments

04:01 finissent par se retrouver dans une décharge un an plus tard. Il y a également un énorme

04:05 potentiel dans le photovoltaïque à base de bismuth pour pouvoir un jour récolter la lumière à

04:10 l'intérieur plutôt qu'à l'extérieur. Alors que les cellules photovoltaïques traditionnelles

04:15 dépendent fortement de la lumière infrarouge, des semi-conducteurs à base de bismuth sont

04:19 actuellement développés, ont une grande interdite légèrement plus large, qui détermine la capacité

04:24 d'un matériau à conduire l'électricité. Cela permet aux semi-conducteurs d'absorber plus de

04:29 lumière visible, mais les empêche d'absorber la lumière infrarouge, ce qui peut sembler un

04:33 inconvénient pour le photovoltaïque extérieur, mais qui peut être un énorme avantage en intérieur.

04:38 Avoir du photovoltaïque à l'intérieur permettrait d'alimenter les appareils

04:43 autonomes qui ne sont pas connectés aux murs et que l'on doit alimenter d'une manière ou

04:46 d'une autre. Si chacun de ces appareils intelligents disposait de cellules photovoltaïques,

04:51 il deviendrait possible de les alimenter à distance. Pour ce faire, la bande interdite

04:55 pour les composés à base de bismuth est exactement à la bonne valeur. Les premières estimations

04:59 indiquent qu'utiliser des composés à base de bismuth à l'intérieur permettrait d'augmenter

05:03 l'efficacité énergétique de ces appareils d'un facteur 5. Des capteurs de température,

05:08 ou systèmes d'alarme, en passant par les systèmes de gestion d'éclairage de votre maison,

05:13 la totalité des objets concernés pourraient représenter des millions,

05:17 voire des milliards d'appareils qui pourraient bénéficier du photovoltaïque intérieur,

05:21 remplaçant le besoin de batteries qui reposent sur des métaux comme le lithium, le cadmium,

05:25 le cobalt et plus. On arriverait donc à une situation où il ne nous serait jamais plus

05:29 nécessaire de remplacer une batterie et ce, en utilisant des semi-conducteurs à base de bismuth

05:34 pour la récolte de lumière en intérieur. Ne jamais avoir remplacé une batterie dans

05:38 des appareils de votre maison ressemble à un rêve. Mais une question se pose,

05:42 y a-t-il assez de bismuth pour tout le monde ? Car ce métal est assez rare,

05:46 il se classe au 65e rang en abondance élémentaire dans la croûte terrestre,

05:49 moins de 0,001%. Mais là encore, l'ingénierie a des solutions à proposer, car avec peu de bismuth,

05:57 on peut faire beaucoup. Il est en effet possible de produire ce qu'on appelle des films minces,

06:01 soit des couches de ce matériau d'une épaisseur allant de 5 cm de millimètre à 1 micron.

06:07 En outre, il faut pour les applications photovoltaïques beaucoup moins de bismuth

06:11 que de silicium, qui lui requiert des couches assez épaisse et donc beaucoup de matière.

06:15 La faible disponibilité du bismuth pourrait donc être compensée, en partie,

06:19 par les faibles quantités nécessaires pour fabriquer un appareil. Et même si le bismuth

06:23 n'est pas si largement utilisé commercialement en ce moment, il y en a suffisamment dans le

06:28 monde pour soutenir l'avenir d'un éprouvement généralisé des semi-conducteurs. Alors si

06:32 d'aventure vous, il vous vient l'occasion d'admirer ces cristaux métalliques opalescents,

06:36 prenez un moment pour vous rappeler que ce métal lourd, cousin inoffensif du plomb et du mercure,

06:41 pourrait un jour aider à alimenter nombre d'appareils électroniques. Alors enthousiasmé

06:45 par les applications potentielles du bismuth, pensez-vous que ce dernier participera à l'avenir

06:50 des énergies renouvelables ? Ou son usage finira-t-il en nouvelle technologie gadget,

06:54 vite oublié ? Partagez vos réflexions sur la question avec nous en commentaire.

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