Xudong Wang a développé une nouvelle façon de récupérer l'énergie des pneus roulants. Crédit :UW-Madison College of Engineering
Un groupe d'ingénieurs de l'Université du Wisconsin-Madison et un collaborateur chinois ont développé un nanogénérateur qui récupère l'énergie du frottement des pneus roulants d'une voiture.
Une méthode innovante de réutilisation de l'énergie, le nanogénérateur pourrait à terme offrir aux constructeurs automobiles une nouvelle façon d'optimiser l'efficacité de leurs véhicules.
Les chercheurs ont rapporté leur développement, qui est le premier du genre, dans un article publié le 6 mai, 2015, dans la revue Nano énergie .
Xudong Wang, le boursier Harvey D. Spangler et professeur agrégé de science et d'ingénierie des matériaux à l'UW-Madison, et son doctorant Yanchao Mao travaillent sur cet appareil depuis environ un an.
Le nanogénérateur s'appuie sur l'effet triboélectrique pour exploiter l'énergie du potentiel électrique changeant entre la chaussée et les roues d'un véhicule. L'effet triboélectrique est la charge électrique qui résulte du contact ou du frottement de deux objets dissemblables.
Wang dit que le nanogénérateur fournit un excellent moyen de tirer parti de l'énergie qui est généralement perdue en raison de la friction.
« La friction entre le pneu et le sol consomme environ 10 % du carburant d'un véhicule, " dit-il. " Cette énergie est gaspillée. Donc, si nous pouvons convertir cette énergie, cela pourrait nous donner une très bonne amélioration de l'efficacité énergétique."
Le nanogénérateur repose sur une électrode intégrée dans un segment du pneumatique. Lorsque cette partie de la surface du pneu entre en contact avec le sol, le frottement entre ces deux surfaces produit finalement une charge électrique - un type d'électrification de contact connu sous le nom d'effet triboélectrique.
Wang et ses collègues ont utilisé une petite voiture lors des premiers essais. Crédit :Collège d'ingénieurs.
Lors des premiers essais, Wang et ses collègues ont utilisé une petite voiture avec des lumières LED pour démontrer le concept. Ils ont attaché une électrode aux roues de la voiture, et comme il roulait sur le sol, les voyants LED s'allument et s'éteignent. Le mouvement des électrons causé par la friction a pu générer suffisamment d'énergie pour alimenter les lumières, soutenant l'idée que l'énergie perdue à cause de la friction peut effectivement être collectée et réutilisée.
"Peu importe l'énergie gaspillée, nous pouvons le récupérer, et cela rend les choses plus efficaces, " dit Wang. " Je pense que c'est la partie la plus excitante de tout ça, et c'est quelque chose que je recherche toujours :comment économiser l'énergie de la consommation."
Les chercheurs ont également déterminé que la quantité d'énergie exploitée est directement liée au poids d'une voiture, ainsi que sa vitesse. Par conséquent, la quantité d'énergie économisée peut varier en fonction du véhicule, mais Wang estime une augmentation d'environ 10 % de la consommation d'essence moyenne du véhicule compte tenu d'une efficacité de conversion d'énergie de friction de 50 %.
« Il y a un gros potentiel avec ce type d'énergie, " dit Wang. "Je pense que l'impact pourrait être énorme."
