Les nanogénérateurs triboélectriques (TENG) sont de petits appareils qui convertissent le mouvement en électricité, et pourrait bien être ce qui nous fait entrer dans une ère de vêtements et d'implants énergivores. Mais les TENG pourraient-ils, même théoriquement, nous donner des appareils électroniques portables alimentés uniquement par les mouvements corporels quotidiens de l'utilisateur ?

La reponse courte est oui. Nouvelle recherche du Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) en Corée du Sud, publié cette semaine dans Matériaux APL , des éditions AIP, démontre la capacité de l'énergie mécanique produite par les mouvements typiques du corps à alimenter une montre ou un smartphone. De plus, la recherche caractérise les effets associés à différentes formes de mouvements similaires sur l'énergie productive maximale qu'ils peuvent produire dans un TENG.

"Nous avons étudié la possibilité de charger des appareils portables et portables commercialisés en utilisant l'énergie mécanique générée par le mouvement humain, " dit Hyeon-Jin Shin, maître de recherche au SAIT et l'un des auteurs de l'étude. "Nous avons confirmé que si l'énergie mécanique est entièrement convertie en énergie électrique, l'énergie générée par le mouvement quotidien d'un bras peut couvrir suffisamment la consommation d'énergie d'une montre intelligente et même la consommation d'énergie en veille d'un téléphone intelligent."

À mesure que l'intérêt pour les TENG grandit, en particulier pour les applications portables, Shin et ses collaborateurs voulaient aborder en détail la faisabilité de la technologie dans le monde réel et comprendre comment optimiser la conversion d'énergie.

« Au cours des dernières années, de nombreux chercheurs ont démontré un potentiel de récupération d'énergie par triboélectricité, et les attentes de TENG en tant que source d'énergie pour les appareils portables ou portables ont augmenté, ", a déclaré Shin. "Il est important de confirmer que l'énergie mécanique du mouvement humain peut couvrir la consommation d'énergie des appareils pour utiliser un TENG pour les petits appareils."

L'équipe de recherche a comparé l'énergie TENG réalisable produite en une minute par des mouvements corporels typiques, comme taper ou balancer les bras, à celle consommée dans le même temps par une gamme d'appareils électroniques et portables commerciaux. Bien que même le blog le plus vigoureux ne produirait pas assez d'énergie pour prendre en charge une tablette active, la théorie a montré que les activités semi-passives pouvaient alimenter des téléphones plus petits et des montres intelligentes par la seule puissance de TENG.

Avec des recherches approfondies sur le mécanisme qui produit de l'électricité dans l'appareil, ils ont également découvert que son élasticité, pas normalement pris en compte dans le calcul de l'énergie maximale possible d'un TENG, peut offrir un coup de pouce à la valeur.

"Pour utiliser pleinement l'énergie mécanique du mouvement humain pour le TENG, il est très important d'augmenter l'énergie maximale possible d'un TENG basé sur la compréhension des facteurs liés au mouvement dans un aspect de la vitesse (énergie cinétique) et de l'élasticité (impulsion), " dit Shin.

Avec cette nouvelle idée, Shin et ses collègues chercheurs de Samsung sont sur le point de continuer à affiner les réalisations pratiques de la technologie et d'utiliser leurs découvertes pour repousser les limites de ce que les appareils TENG peuvent alimenter, et pour combien de temps.

"L'optimisation de l'énergie de sortie d'un TENG en utilisation réelle reste une tâche pour les travaux futurs car un système réel a de nombreuses limitations telles que l'adaptation d'impédance, contrôle de fréquence, et la stabilité de la structure, " dit Shin. " Néanmoins, les résultats de cette étude donnent un aperçu de la conception d'un TENG pour obtenir une grande quantité d'énergie dans un espace limité."