Chercheurs de la Graduate School of Engineering, L'université de la ville d'Osaka a réussi à stocker de l'électricité grâce à la tension générée par le phénomène de conversion de résonance ferromagnétique (FMR) à l'aide d'un film magnétique ultra-mince de plusieurs dizaines de nanomètres.

La recherche a été menée sous la direction du professeur Eiji Shikoh. "Nous sommes intéressés à utiliser efficacement les ressources naturelles de la Terre pour récolter de l'énergie, " déclare le professeur, "et capturer l'énergie des ondes électromagnétiques qui nous entourent à travers la force électromotrice (CEM) qu'elles génèrent dans des films magnétiques sous FMR montre le potentiel comme l'un de ces moyens". Leurs recherches ont été publiées dans la revue Avances AIP .

La résonance ferromagnétique est un état dans lequel l'application d'ondes électromagnétiques et d'un champ magnétique électrostatique à un support magnétique provoque la précession des électro-aimants à l'intérieur du support à la même fréquence que celle des ondes électromagnétiques. En tant que technique, il est souvent utilisé pour sonder les propriétés magnétiques d'une variété de supports, des matériaux ferromagnétiques en vrac aux films minces magnétiques à l'échelle nanométrique.

"La recherche a montré qu'un CEM est généré dans un métal ferromagnétique (FM) qui est sous FMR, " déclare Yuta Nogi, premier auteur de l'étude, " et nous avons exploré les possibilités de stockage d'énergie en utilisant deux FM très durables, bien compris, et donc couramment utilisé dans la recherche FMR - un fer-nickel (Ni 80 Fe 20 ) et fer-cobalt (Co 50 Fe 50 ) couche mince d'alliage."

D'abord, l'équipe a confirmé que les deux films d'alliage généraient de l'électricité sous résonance ferromagnétique et a découvert que Ni80Fe20 générait environ 28 microvolts tandis que Co50Fe50 générait environ 6 microvolts d'électricité. Pour stocker l'électricité, ils ont utilisé un dispositif de résonance de spin électronique pour pressuriser l'onde électromagnétique, et l'électroaimant du dispositif pour le champ magnétique statique. Raccordement d'un accumulateur directement à la membrane de l'échantillon via un conducteur, l'équipe a observé que les deux échantillons FM ont réussi à stocker de l'énergie après avoir été dans un état de FMR pendant 30 minutes. Cependant, à mesure que le temps de résonance s'allonge, la quantité d'énergie stockée avec le film d'alliage fer-nickel n'a pas changé tandis que le film d'alliage fer-cobalt a connu une augmentation constante.

"Cela est dû aux plages de champ magnétique respectives pour l'excitation FMR, " conclut le professeur Shikoh. Après avoir étudié les différentes caractéristiques de stockage d'énergie des couches minces, l'équipe a trouvé quand ils étaient dans les mêmes états thermiques pendant les expériences, Co 50 Fe 50 pourrait maintenir FMR dans un état désaccordé, tandis que Ni 80 Fe 20 était en dehors de la plage d'excitation FMR. "En contrôlant de manière appropriée les conditions thermiques du film FM, " poursuit le professeur, "La génération de CEM sous résonance ferromagnétique peut être utilisée comme technologie de récupération d'énergie."

Un autre point intéressant de cette recherche est que l'équipe s'est concentrée sur la génération de CEM elle-même, indépendant de son origine. Cela signifie que tant que les conditions FMR sont remplies, l'énergie peut être stockée à partir des ondes électromagnétiques avec lesquelles nous interagissons quotidiennement, par exemple le Wi-Fi de votre café préféré.