Schéma d'un réseau de quatre nanotubes à vide (section transversale, vue de côté). La cathode (− − −) est plane. L'anode (+++) est une pointe nano sur une électrode plate. Les fines lignes courbes indiquent les lignes de champ électrique. Titre de l'image :Alfred W. Hubler, voir le lien ci-dessous pour plus de détails.
(PhysOrg.com) -- Les téléviseurs plasma sont connus pour leur consommation excessive d'électricité, mais le même principe utilisé pour produire des images haute définition dans les téléviseurs pourrait entraîner le développement d'un nouveau type de batterie qui permettrait d'économiser plutôt que de gaspiller de l'énergie.
Les téléviseurs plasma contiennent des millions de microtubes remplis de gaz ionisé qui permet à un courant électrique de circuler, mais les physiciens de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign (UIUC) développent ce qu'ils appellent une "batterie quantique numérique" qui utilise des milliards de tubes encore plus petits (nanotubes).
En retirant le gaz ionisé des minuscules tubes, l'équipe de l'UIUC, dirigé par le professeur agrégé Alfred W. Hubler, veut profiter des forts champs électriques pour stocker l'électricité. Lorsque le gaz est retiré, le vide à l'intérieur des nanotubes agit comme un isolant pour stocker le champ électrique. Le professeur Hubler dit que l'appareil pourrait stocker deux fois plus d'électricité que les batteries conventionnelles, et il pourrait stocker des informations numériques en même temps.
La batterie est appelée batterie quantique numérique car elle fonctionne à l'échelle quantique, piégeant le champ électrique puissant généré lorsque des électrons chargés négativement encerclent des protons chargés positivement à l'intérieur d'un atome. L'appareil exploite le moyen le plus efficace de stocker de l'énergie, qui est dans les liaisons entre les atomes. (L'énergie contenue dans l'essence et le kérosène est détenue de la même manière.)
Les nanotubes à polarisation inverse de la batterie sont beaucoup plus solides et plus petits que les tubes à plasma et ils contiennent peu ou pas de gaz. Hubler a déclaré que les tubes mesureraient cinq nanomètres de long et que des milliards d'entre eux seraient emballés ensemble pour fournir suffisamment de puissance pour la plupart des appareils électroniques 15 V.
Chaque nanotube pourrait aussi représenter un peu d'information (0 ou 1, selon que le tube est chargé électriquement ou non). Cela signifie que l'appareil peut être utilisé pour stocker des informations numériques comme une clé USB. Hubler a déclaré qu'un lecteur flash utilise la plus petite quantité d'énergie pour stocker la charge, tandis que le dispositif UIUC viserait la quantité d'énergie maximale possible.
L'état du tube à vide peut être déterminé sans le décharger ni le charger car un MOSFET (transistor à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur) est inséré dans la paroi du tube pour détecter l'état à l'intérieur du tube. Chaque tube possède une porte d'énergie et une porte d'information, qui est un arrangement similaire aux portes flottantes et de contrôle dans un lecteur flash. Les portes permettent aux nanotubes d'être utilisés pour stocker des informations et de l'énergie.
Le professeur Hubler est le directeur du Center for Complex Systems Research de l'UIUC. Le document de recherche sera publié dans la revue Complexité , dont le professeur Hubler est rédacteur en chef. Le travail a été soutenu par une subvention de la National Science Foundation.
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