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Comment produire de l'électricité grâce aux vibrations et au soleil

ActualitéClassé sous :Tech , informatique , générateur d'électricité

Un générateur miniature capable de produire de l'électricité à partir du bruit ambiant, cela existe. Quant aux capteurs solaires photovoltaïques, on ne les présente plus. Et si l'on associait les deux ? On obtiendrait un outil de petite taille, commode, capable de tirer de l'énergie de son environnement. Le prototype existe...

Zhong Lin Wang montre un nanogénérateur de courant électrique constitué de nanofibres d'oxyde de zinc. © Georgia Tech / Gary Meek

Zhong Lin Wang poursuit sa quête de l'extraction d'énergie de notre environnement immédiat. Puisque les appareils électroniques sont de moins en moins gourmands en électricité, il sera un jour possible de les alimenter avec des sources d'énergies inexploitées, faibles mais omniprésentes : le bruit, les vibrations des vitres sous le vacarme de la rue, la lumière...

Au Georgia Institute of Technology, à Atlanta (Géorgie, Etats-Unis), le laboratoire de Zhong Lin Wang travaille depuis des années sur les nanofibres (ou nanofilaments) d'oxyde de zinc. Ce matériau présente des propriétés piézoélectriques. Il produit donc un courant électrique quand on le déforme (et réciproquement).

En 2007, cette équipe avait démontré la faisabilité technique de ce concept et parvenait à produire du courant électrique avec des nanofibres soumises à des ultrasons (qui faisaient office de bruit ambiant). En 2008, Wang et son groupe mettaient au point le principe d'un vêtement dont les fibres de Kevlar porteraient ces nanofibres et qui serait capable de générer du courant par les seuls mouvements de la personne qui le porte. Enfin, en 2009, des petites baguettes souples installées sur les doigts produisaient de l'électricité en remuant, par exemple en tapant sur les touches d'un clavier, tandis qu'un hamster, courant dans sa cage tournante, devenait un générateur électrique.

Les éléments du capteur hybride. En haut, un capteur solaire et en bas un nanogénérateur. Les deux comportent des nanofibres d'oxyde de zinc et seront installés sur le même support de silicium. © Xudong Wang

Un prototype qui pourrait intéresser l'armée de l'air

Aujourd'hui, l'équipe récidive, en collaboration avec Xudong Wang, de l'université Wisconsin-Madison et Peidong Yang (université de Californie, Berkeley). Cette fois, le prototype est un capteur solaire piézoélectrique, capable de récupérer à la fois l'énergie du bruit ambiant et de la lumière.

Le capteur solaire est constitué d'un mince couche photosensible dans laquelle sont incluses des nanofibres d'oxyde de zinc, ce qui, expliquent les auteurs, revient à augmenter la surface utile de captage de la lumière. La couche inférieure comporte le nanogénérateur à fibres d'oxyde de zinc. Sous l'effet de vibrations sonores, les unes viennent frotter sur les autres, générant une différence de potentiel. Le capteur et le générateur sont fixés sur le même substrat de silicium qui joue le rôle d'anode pour premier et de cathode pour le second.

Le prototype génère jusqu'à 0,6 volt grâce au capteur solaire et 10 millivolts avec le nanogénérateur. C'est bien peu mais le dispositif n'est qu'expérimental et sa puissance pourrait être augmentée en multipliant le nombre d'éléments. Wang compte proposer cette innovation à l'US Air Force qui, explique-t-il, a lancé un appel d'offres pour des systèmes capables de récupérer de l'énergie de multiples sources.

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