Des chercheurs de la North Carolina State University ont créé un dispositif souple et extensible qui convertit le mouvement en électricité et peut fonctionner dans des environnements humides. L'article intitulé "A Soft Variable-Area Electrical-Double-Layer Energy Harvester" est publié dans la revue Advanced Materials.
"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 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 un alliage métallique liquide de gallium et d'indium. L'alliage est enfermé dans un hydrogel, un polymère souple et élastique gonflé d'eau. 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 une 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'écrasement, l'étirement et la torsion", explique M. Dickey. "Cela le rend polyvalent pour la collecte d'énergie mécanique. Par exemple, l'hydrogel est suffisamment élastique pour être étiré 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 classes 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."
Les chercheurs ont déjà deux projets connexes en cours. L'un d'eux vise à utiliser la 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.
Pour plus d'informations, visitez le site : https://news.ncsu.edu/2021/08/liquid-metal-energy-harvester/
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