Des chercheurs de la North Carolina State University ont créé un dispositif souple et extensible qui convertit le mouvement en électricité. Un dispositif notamment capable de fonctionner dans des environnements humides.
« L'énergie mécanique, telle que l'énergie cinétique du vent, des vagues, des mouvements du corps et des vibrations des moteurs, est abondante », explique Michael Dickey, auteur correspondant d'un article sur ces travaux et professeur de génie chimique et biomoléculaire Camille et Henry Dreyfus à la NC State. « Nous avons créé un dispositif capable de transformer ce type de mouvement mécanique en électricité. Et l'un de ses attributs remarquables est qu'il fonctionne parfaitement bien sous l'eau. »
Le cœur du collecteur d'énergie est ainsi un alliage de métal liquide de gallium et d'indium. Un alliage enfermé dans un hydrogel, un polymère souple et élastique gonflé d'eau.
Mode de fonctionnement du métal liquide
L'eau de l'hydrogel contient des sels dissous appelés ions. Les ions s'assemblent à la surface du métal, ce qui peut induire une charge dans le métal. En augmentant la surface du métal, on obtient plus de surface pour attirer la charge. Cela génère de l'électricité, qui est captée par un fil fixé au dispositif.
« Comme le dispositif est souple, tout mouvement mécanique peut le déformer, y compris l'écraser, l'étirer et le tordre », explique M. Dickey. « Cela le rend polyvalent pour la collecte d'énergie mécanique. Par exemple, l'hydrogel est suffisamment élastique. Le matériau peut effectivement s'étirer jusqu'à cinq fois sa longueur initiale. »
Lors d'expériences, les chercheurs ont constaté que la déformation du dispositif de quelques millimètres seulement génère une densité de puissance d'environ 0,5 mW m-2. Cette quantité d'électricité est comparable à plusieurs catégories populaires de technologies de récolte d'énergie.
« Toutefois, les autres technologies ne fonctionnent pas bien, voire pas du tout, dans les environnements humides », explique M. Dickey. « Cette caractéristique unique peut permettre des applications allant des milieux biomédicaux aux vêtements de sport en passant par les environnements marins. De plus, le dispositif est simple à fabriquer.
« Il y a une voie pour augmenter la puissance, donc nous considérons le travail que nous avons décrit ici comme une démonstration de preuve de concept. »
Deux projets en cours
Les chercheurs ont déjà deux projets connexes en cours. L'un d'eux vise à utiliser cette technologie pour alimenter des dispositifs portables en augmentant la puissance de la moissonneuse. Le second projet évalue comment cette technologie pourrait être utilisée pour récolter l'énergie des vagues dans l'océan.
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