Le professeur de science des matériaux et d'ingénierie de l'Université de l'Utah, Ashutosh Tiwari, et son équipe disposent d'un matériau peu coûteux et respectueux de l'environnement qui peut générer de l'électricité grâce à un processus thermoélectrique impliquant de la chaleur et de l'air froid. Le matériau (les blocs noirs entre les deux plaques illustrées) pourrait être utilisé avec des casseroles pour charger des téléphones ou des bijoux pour alimenter des capteurs de santé. Crédit :Dan Hixson/Université de l'Utah College of Engineering
Grâce à la découverte d'un nouveau matériau par les ingénieurs de l'Université de l'Utah, des bijoux tels qu'une bague et la chaleur de votre corps pourraient générer suffisamment d'électricité pour alimenter un capteur corporel, ou une casserole pourrait charger un téléphone portable en quelques heures seulement.
L'équipe, dirigé par Ashutosh Tiwari, professeur de science des matériaux et d'ingénierie à l'Université de l'Utah, a découvert qu'une combinaison des éléments chimiques calcium, le cobalt et le terbium peuvent créer un matériau peu coûteux et respectueux de l'environnement qui peut produire de l'électricité grâce à un processus thermoélectrique impliquant de la chaleur et de l'air froid.
Leurs conclusions ont été publiées dans un nouvel article le 20 mars dans le dernier numéro de Rapports scientifiques . Le premier auteur de l'article est un chercheur postdoctoral en science et ingénierie des matériaux de l'Université de l'Utah, Shrikant Saini.
L'effet thermoélectrique est un processus où la différence de température dans un matériau génère une tension électrique. Lorsqu'une extrémité du matériau est chaude et l'autre extrémité est froide, les porteurs de charge de l'extrémité chaude se déplacent à travers le matériau jusqu'à l'extrémité froide, générer une tension électrique. Le matériau a besoin d'une différence de température inférieure à un degré pour produire une tension détectable.
Pendant des années, les chercheurs ont recherché le bon type de matériau qui rend le processus plus efficace et produit plus d'électricité tout en n'étant pas toxique. Il existe d'autres matériaux qui peuvent générer de l'énergie de cette façon, comme le cadmium-, matériaux à base de tellurure ou de mercure, mais ceux-ci sont toxiques pour l'homme. L'avantage unique de ce nouveau matériau de l'équipe de Tiwari est qu'il est peu coûteux à produire et, surtout important, bio et respectueux de l'environnement tout en étant efficace dans la production d'électricité, dit Tiwari. Par conséquent, il pourrait être sûr à utiliser avec les humains.
Ashutosh Tiwari, professeur de science des matériaux et d'ingénierie à l'Université de l'Utah, et son équipe disposent d'un matériau peu coûteux et respectueux de l'environnement qui peut générer de l'électricité grâce à un processus thermoélectrique impliquant de la chaleur et de l'air froid. Dans ce graphique, la chaleur d'un poêle chaud, couplé avec l'eau ou la nourriture plus froide dans une marmite, pourrait générer suffisamment d'électricité pour charger un téléphone portable. Crédit :Ashutosh Tiwari
"Il n'y a aucun produit chimique toxique impliqué, " dit-il. " Il est très efficace et peut être utilisé pour de nombreuses applications quotidiennes. "
Les applications de ce nouveau matériau sont infinies, dit Tiwari. Il pourrait être intégré à des bijoux qui utilisent la chaleur corporelle pour alimenter des dispositifs médicaux implantables tels que des moniteurs de glycémie ou des moniteurs cardiaques. Il pourrait être utilisé pour charger des appareils mobiles via des casseroles, ou dans les voitures où il tire de la chaleur du moteur. Les avions pourraient générer une puissance supplémentaire en utilisant la chaleur de l'intérieur de la cabine par rapport à l'air froid à l'extérieur. Les centrales électriques pourraient également utiliser le matériau pour produire plus d'électricité à partir de la chaleur dégagée par la centrale.
« Dans les centrales électriques, environ 60% de l'énergie est gaspillée, " chercheur postdoctoral, Saini, dit. "Avec ça, vous pourriez réutiliser une partie de ces 60 %. »
Finalement, Tiwari dit qu'il pourrait être utilisé dans les pays en développement où l'électricité est rare et la seule source d'énergie est le feu dans les poêles.
Le Technology &Venture Commercialization Office de l'Université de l'Utah a déposé un brevet américain pour le matériau, et l'équipe le développera initialement pour une utilisation dans les voitures et pour les biocapteurs, dit Tiwari.
