L'ajout d'élasticité aux propriétés impressionnantes des matériaux appelés thermoélectriques pourrait nous aider à conserver plus d'énergie, Les chercheurs de la KAUST l'ont montré.

Des puces d'ordinateurs portables et des tuyaux d'échappement d'automobiles aux machines industrielles, pour la plupart des appareils, une grande partie de l'énergie qu'ils consomment est perdue sous forme de chaleur. Les matériaux thermoélectriques flexibles peuvent absorber cette chaleur et la transformer en électricité utile qu'ils pourraient utiliser pour maximiser la production électrique.

La clé du comportement utile des matériaux thermoélectriques, tels que le tellurure de bismuth et le tellurure d'antimoine, est que lorsqu'un côté du matériau est chaud et l'autre côté est froid, ils génèrent spontanément une tension électrique. Plus le gradient de température est important, plus ils génèrent de puissance. Mais à ce jour, les générateurs thermoélectriques (TEG) ont presque toujours été fabriqués à partir de blocs solides de matériaux thermoélectriques.

« Nous avons envisagé qu'un TEG extensible permettrait d'obtenir plus de puissance de sortie car il peut facilement maintenir une distance plus longue entre l'extrémité chaude et l'extrémité froide, " dit Muhammad Hussein, Professeur de génie électrique à la KAUST, qui a dirigé la recherche. L'extrémité froide du TEG extensible peut être éloignée de la source de chaleur, maximiser le gradient de température.

L'équipe de Hussain a fabriqué les TEG flexibles en enduisant du tellurure de bismuth ou du tellurure d'antimoine sur un papier flexible de forme hélicoïdale ou un substrat polymère. Hussain a expliqué que cette architecture hélicoïdale est ce qui a permis au TEG de fléchir et de s'étirer dans n'importe quelle direction tout en maintenant son intégrité mécanique.

Une forme simple en spirale, fabriqué à partir d'un substrat en papier (qui a une conductivité thermique inférieure à celle du polymère), était la meilleure conception, générant plus de deux fois plus de puissance lorsqu'il est étiré que lorsqu'il est posé à plat.

Hussain a quelques applications initiales en tête pour ses TEG extensibles. "Pour les gadgets portables, ils peuvent être très utiles, " dit-il. " Un autre domaine immédiat que nous examinons est l'énergie thermoélectrique des navires et des automobiles. Leur surface supérieure est sous le soleil et leur surface inférieure est toujours dans l'eau ou à l'ombre."

« Les TEG extensibles pourraient être utilisés dans presque toutes les applications où il y a de la chaleur résiduelle à récupérer, ajouta Hussein. Traditionnellement, pour améliorer la production d'électricité d'un TEG, le processus de réflexion s'est singulièrement concentré sur l'amélioration des propriétés thermoélectriques de divers matériaux thermoélectriques. Nous avons clairement montré que l'architecture du TEG est tout aussi importante pour améliorer la production d'énergie indépendamment du matériau thermoélectrique utilisé."