De nombreuses formes d'énergie vous entourent :la lumière du soleil, la chaleur de votre pièce et même vos propres mouvements. Toute cette énergie, normalement gaspillée, peut potentiellement aider à alimenter vos gadgets portables et portables, des capteurs biométriques aux montres intelligentes. Maintenant, Des chercheurs de l'Université d'Oulu en Finlande ont découvert qu'un minéral à structure cristalline de pérovskite avait les bonnes propriétés pour extraire de l'énergie de plusieurs sources en même temps.

Les pérovskites sont une famille de minéraux, dont beaucoup se sont révélés prometteurs pour récolter un ou deux types d'énergie à la fois, mais pas simultanément. Un membre de la famille peut être bon pour les cellules solaires, avec les bonnes propriétés pour convertir efficacement l'énergie solaire en électricité. Pendant ce temps, un autre est habile à exploiter l'énergie des changements de température et de pression, qui peut provenir du mouvement, en faisant des matériaux dits pyroélectriques et piézoélectriques, respectivement.

Parfois, cependant, un seul type d'énergie ne suffit pas. Une forme d'énergie donnée n'est pas toujours disponible, peut-être qu'il fait nuageux ou que vous êtes en réunion et que vous ne pouvez pas vous lever pour vous déplacer. D'autres chercheurs ont développé des dispositifs capables d'exploiter de multiples formes d'énergie, mais ils nécessitent plusieurs matériaux, ajouter du volume à ce qui est censé être un petit appareil portable.

Cette semaine à Lettres de physique appliquée Yang Bai et ses collègues de l'Université d'Oulu expliquent leurs recherches sur un type spécifique de pérovskite appelé KBNNO, qui peut être en mesure d'exploiter de nombreuses formes d'énergie. Comme toutes les pérovskites, KBNNO est un matériau ferroélectrique, rempli de minuscules dipôles électriques analogues à de minuscules aiguilles de boussole dans un aimant.

Lorsque des matériaux ferroélectriques comme le KBNNO subissent des changements de température, leurs dipôles se désalignent, qui induit un courant électrique. La charge électrique s'accumule également en fonction de la direction pointée par les dipôles. La déformation du matériau amène certaines régions à attirer ou à repousser des charges, générer à nouveau un courant.

Des chercheurs précédents ont étudié les propriétés photovoltaïques et ferroélectriques générales de KBNNO, mais ils l'ont fait à des températures de quelques centaines de degrés en dessous de zéro, et ils ne se sont pas concentrés sur les propriétés liées à la température ou à la pression. La nouvelle étude représente la première fois que quelqu'un a évalué toutes ces propriétés à la fois au-dessus de la température ambiante, dit Bai.

Les expériences ont montré que bien que KBNNO soit raisonnablement bon pour générer de l'électricité à partir de la chaleur et de la pression, ce n'est pas aussi bon que les autres pérovskites. Peut-être la découverte la plus prometteuse, cependant, est que les chercheurs peuvent modifier la composition du KBNNO pour améliorer ses propriétés pyroélectriques et piézoélectriques. "Il est possible que toutes ces propriétés puissent être réglées au maximum, " dit Bai, qui, avec ses collègues, explore déjà un tel matériau amélioré en préparant du KBNNO avec du sodium.

Au cours de l'année suivante, Bai a dit, il espère construire un prototype de dispositif de récupération d'énergies multiples. Le processus de fabrication est simple, la commercialisation pourrait donc avoir lieu dans quelques années, une fois que les chercheurs auront identifié le meilleur matériau.

"Cela va pousser le développement de l'Internet des objets et des villes intelligentes, où les capteurs et appareils énergivores peuvent être économes en énergie, " il a dit.

Ce genre de matériel viendrait probablement compléter les batteries de vos appareils, améliorer l'efficacité énergétique et réduire la fréquence à laquelle vous devez recharger. Un jour, Bai a dit, la récolte multi-énergie peut signifier que vous n'aurez plus à brancher vos gadgets. Les batteries des petits appareils peuvent même devenir obsolètes.