(PhysOrg.com) -- Des scientifiques de Hong Kong ont rapporté, dans ArXiv , leurs expériences pour fabriquer une batterie au graphène qui, selon eux, génère un courant électrique en puisant dans l'énergie thermique ambiante de la solution dans laquelle elle est immergée.

Des chercheurs dirigés par Zihan Xu du Département de physique appliquée et du Centre de recherche sur les matériaux de l'Université polytechnique de Hong Kong, des électrodes d'argent et d'or attachées à une feuille de graphène, généralement 7 mm x 7 mm de surface, monté sur un substrat de silicium. L'ensemble est ensuite plongé dans une solution saturée de chlorure de cuivre (CuCl 2 ), et s'est avéré produire une tension électrique de 0,35 V. Ils ont également découvert que six assemblages disposés en série produisaient suffisamment d'électricité pour alimenter une diode électroluminescente (DEL). L'appareil a continué à produire environ la même tension pendant 25 jours, mais au bout d'un mois, il est tombé à environ 40 mV.

Le graphène est un matériau constitué d'une couche de carbone d'un seul atome d'épaisseur, et il a fait l'objet d'intenses recherches ces dernières années en raison de ses propriétés inhabituelles. L'une de ces propriétés est une mobilité électronique exceptionnellement élevée.

Xu et ses collègues écrivent dans leur article qu'ils pensent que la tension provient de l'énergie cinétique des ions cuivre dans la solution de chlorure de cuivre, ce qu'ils disent est suffisant pour éliminer les électrons du graphène, et que ces électrons traversent ensuite la feuille. Ils ont noté que la tension augmente lorsque la solution de chlorure de cuivre est chauffée, et varie avec sa concentration.

Le groupe a également constaté que la tension augmentait lorsque l'assemblage était exposé à des impulsions d'ultrasons, et ils disent que cela donne du poids à l'idée que l'énergie cinétique est la source de la tension, puisque les ultrasons augmenteraient la vitesse des ions cuivre. De petites tensions ont également été produites avec des solutions ioniques telles que NaCl et CuSO 4 . Les chercheurs ont également mené des expériences de contrôle pour exclure la possibilité que des réactions chimiques soient responsables de la tension générée.

Dr Wanlin Guo, le superviseur diplômé de l'une des équipes de Xu (Guoan Tai), a exprimé son scepticisme quant au mécanisme proposé, et a ajouté qu'il avait jusqu'à présent été incapable de reproduire les résultats dans ses propres expériences, dans lequel il a utilisé des feuilles de graphène de différentes tailles, monté sur des substrats variés, et avec différents types d'électrodes. Il n'a pas pu atteindre des tensions supérieures à environ 0,1 mV.

En 2011, un groupe de recherche dirigé par Nikhil Koratkar de l'Institut polytechnique Rensselaer de New York a également rendu compte d'expériences dans lesquelles le graphène générait une tension lorsqu'une solution ionique coulait sur les feuilles. Dr Guo, de l'Université de Nanjing en Chine, a également réfuté ces résultats et effectué des expériences qui ont montré que l'interaction des ions en solution avec les électrodes était responsable de la tension, plutôt que toute interaction avec le graphène.

Si la « batterie au graphène » de Xu exploite l'énergie thermique du mouvement des ions pour générer de l'électricité, cette source d'énergie est essentiellement illimitée. Les chercheurs affirment que leurs résultats expérimentaux constituent une « énorme percée » dans la recherche sur la technologie d'auto-alimentation.

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