Des scientifiques de l'Université de Twente et de l'Université normale de Chine du Sud ont conçu un générateur électrique capable de récupérer de l'énergie à partir de gouttelettes d'impact et d'autres sources d'énergie mécanique. Leur article est paru récemment dans Matériaux avancés .

Le réchauffement climatique est une menace croissante, des sources d'énergie renouvelables exigeantes. L'eau courante sous forme de gouttelettes de pluie est une source omniprésente d'énergie mécanique qui peut être convertie en énergie électrique. Les tentatives antérieures de récolter cette énergie étaient soit limitées en efficacité, soit en stabilité, ou la tension externe requise.

Générer un courant

Le générateur électrique peut être expliqué comme étant un condensateur chargé en permanence, également connu sous le nom d'électret. Les chercheurs ont injecté des charges dans une couche isolante de ce condensateur en utilisant une nouvelle méthode de charge basée sur l'électromouillage, la modification de la capacité des liquides à maintenir le contact avec une surface solide avec un champ électrique. Un courant électrique est généré lors de l'impact d'une goutte lorsque les contre-charges induites sur le condensateur sont redistribuées.

Augmenter le courant

L'amplitude de ce courant est régie par le nombre de charges injectées. En utilisant des échantillons composites à haute résistance, ils ont pu augmenter de manière significative le nombre de charges injectées. La conception intelligente des électrodes a permis à la redistribution des charges dans leur générateur de se produire plus efficacement. Les chercheurs ont réussi à convertir 11,8 % de l'énergie mécanique d'une gouttelette impactante en énergie électrique, ce qui est une amélioration significative par rapport à l'efficacité d'appareils similaires. Par ailleurs, ils ont démontré que l'efficacité de la récupération d'énergie ne se dégrade pas après 100 jours, ne nécessitant qu'un seul cycle de charge de 15 minutes avant une application à long terme.

Applications

Leur approche ne se limite pas à la récupération d'énergie à base de gouttelettes. Niels Mendel, l'un des auteurs précise :« Notre méthode peut également être envisagée pour d'autres applications où l'énergie mécanique doit être convertie en énergie électrique, par exemple dans les wearables, des raz-de-marée, ou pour la détection. » Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour concevoir un générateur capable de récupérer l'énergie de la pluie de manière suffisamment efficace.

L'article est intitulé "Charge Trapping-Based Electricity Generator (CTEG):An Ultrarobust and High Efficiency Nanogenerator for Energy Harvesting from Water Droplets, " et a été publié dans Matériaux avancés le 6 juillet.

Un deuxième article de la même équipe qui se concentre sur les principes physiques du processus de récupération d'énergie s'intitule « Récolte d'énergie à partir de gouttes impactant sur des surfaces chargées » et est sur le point de paraître dans Lettres d'examen physique .