(À gauche) Photographie du nanogénérateur hybride (barre d'échelle :2 cm). (Centre) Illustration de la structure hybride du nanogénérateur, ainsi que des photographies du TENG et de l'EMG dans les panneaux inférieurs gauche et droit, respectivement. (À droite) Illustration du panneau de récupération d'énergie proposé flottant sur l'océan, qui se compose de générateurs éoliens, cellules solaires, et les nanogénérateurs hybrides. Crédit :Wen et al. ©2016 Société chimique américaine
(Phys.org) - L'énergie de l'océan, ou "énergie bleue, " est sans doute la source d'énergie la plus sous-exploitée, selon les chercheurs dans une nouvelle étude. Bien que les océans contiennent suffisamment d'énergie pour répondre à tous les besoins énergétiques du monde, il n'existe actuellement aucun moyen efficace de le récolter de manière économique et avec une efficacité raisonnable.
Le principal problème est que les vagues océaniques sont irrégulières et passent à basse fréquence, alors que la plupart des récupérateurs d'énergie fonctionnent mieux avec des vagues qui ont des amplitudes régulières et des fréquences élevées. Malheureusement, l'accalmie apaisante du slow, des vagues imprévisibles battant contre le rivage que nous avons tendance à trouver si paisibles ne sont pas idéales pour la récupération d'énergie.
Dans une nouvelle étude publiée dans ACS Nano , une équipe de chercheurs dirigée par Zhong Lin Wang du Georgia Institute of Technology a développé un appareil capable de capter les vagues océaniques dans une très large gamme de fréquences qui englobe la quasi-totalité du spectre énergétique des vagues océaniques, y compris les basses fréquences difficiles à atteindre qui sont inaccessibles à la plupart des moissonneuses-batteuses.
Le nouvel appareil est un système hybride composé de deux générateurs. Un générateur électromagnétique (EMG), qui a traditionnellement été la principale approche pour récolter l'énergie des océans, est bien adapté pour récolter des vagues à hautes fréquences et à des vitesses de rotation rapides. Un nanogénérateur triboélectrique (TENG), qui n'a été étudiée que récemment pour les applications de l'énergie océanique, fonctionne mieux dans la gamme des basses fréquences et à des vitesses de rotation plus lentes.
"Le TENG a l'avantage unique d'une tension de sortie élevée, et sa puissance de sortie est mise à l'échelle linéairement avec la fréquence, le rendant idéal pour la récolte d'énergie à basse fréquence, " Wang a dit Phys.org . "D'autre part, la puissance de sortie de l'EMG est proportionnelle au carré de la fréquence, L'EMG est donc parfaitement adapté à la récupération d'énergie à haute fréquence. A basse fréquence, ( <5Hz), la sortie effective du TENG est beaucoup plus élevée que celle de l'EMG."
Lorsqu'ils sont combinés, les deux types de générateurs fonctionnent dans une large gamme de fréquences et selon deux modes (fluctuation et rotation), permettant au dispositif hybride de collecter une variété de types d'énergies océaniques, y compris la vague, courant, et marée. Chaque type d'énergie provoque un mouvement différent qui nécessite une capacité de récolte flexible.
Les chercheurs ont fait la démonstration de l'appareil en l'utilisant pour allumer des LED qui forment les mots « BLUE ENERGY ». L'EMG est connecté au mot "BLUE" et le TENG est connecté au mot "ENERGY" afin que la puissance de sortie de chaque générateur puisse être visualisée individuellement.
Les chercheurs envisagent le collecteur d'énergie des vagues océaniques comme l'un des composants d'un plus grand panneau de collecte d'énergie flottant sur l'océan, qui pourrait simultanément récolter du vent, solaire, et l'énergie des vagues. Ils prévoient de développer davantage ce concept à l'avenir.
© 2016 Phys.org
