On estime que jusqu'à deux tiers de l'énergie consommée aux États-Unis chaque année est gaspillée sous forme de chaleur. Prends pour exemple, moteurs de voiture, ordinateurs portables, téléphones portables, même les réfrigérateurs, qui chauffent avec la surutilisation.

Imaginez si vous pouviez capturer la chaleur qu'ils génèrent et la transformer en plus d'énergie.

Mathieu Francoeur, professeur agrégé de génie mécanique à l'Université de l'Utah, a découvert un moyen de produire plus d'électricité à partir de la chaleur que prévu en créant une puce de silicium, également appelé « appareil, " qui convertit plus de rayonnement thermique en électricité. Ses découvertes ont été publiées dans le journal, Un dispositif de transfert de chaleur radiatif en champ proche, dans le dernier numéro de Nature Nanotechnologie .

Les chercheurs ont déjà déterminé qu'il existe une "limite de corps noir" théorique à la quantité d'énergie pouvant être produite à partir du rayonnement thermique (chaleur). Mais Francoeur et son équipe ont démontré qu'ils peuvent aller bien au-delà de la limite du corps noir et produire plus d'énergie s'ils créent un appareil utilisant deux surfaces de silicium très proches l'une de l'autre. L'équipe a produit une puce de 5 mm sur 5 mm (environ la taille d'une tête de gomme) de deux plaquettes de silicium avec un espace nanoscopique entre elles de seulement 100 nanomètres d'épaisseur, ou un millième de l'épaisseur d'un cheveu humain. Pendant que la puce était dans le vide, ils ont chauffé une surface et refroidi une autre surface, qui a créé un flux de chaleur qui peut générer de l'électricité. Le concept de création d'énergie de cette manière n'est pas unique, mais Francoeur et son équipe ont découvert un moyen de rapprocher les deux surfaces de silicium uniformément à une échelle microscopique sans se toucher. Plus ils sont proches l'un de l'autre, plus ils peuvent produire d'électricité.

"Personne ne peut émettre plus de rayonnement que la limite du corps noir, " a-t-il dit. " Mais quand on passe à l'échelle nanométrique, vous pouvez."

À l'avenir, Francoeur envisage qu'une telle technologie pourrait être utilisée non seulement pour refroidir les appareils portables comme les ordinateurs portables et les smartphones, mais aussi pour canaliser cette chaleur dans une plus grande autonomie de la batterie, peut-être jusqu'à 50 % de plus. Un ordinateur portable avec une charge de six heures peut passer à neuf heures, par exemple.

Les puces pourraient être utilisées pour améliorer l'efficacité des panneaux solaires en augmentant la quantité d'électricité produite par la chaleur du soleil ou dans les automobiles pour récupérer la chaleur du moteur afin d'alimenter les systèmes électriques. Ils pourraient également être conçus pour s'adapter à des dispositifs médicaux implantables tels qu'un stimulateur cardiaque qui ne nécessiteraient pas de piles remplaçables.

Un autre avantage est qu'une telle technologie peut aider à améliorer la durée de vie des processeurs informatiques en les gardant au frais et en réduisant l'usure, et cela permettra d'économiser plus d'énergie autrement utilisée par les ventilateurs pour refroidir les processeurs. Cela pourrait également aider à améliorer l'environnement, Francoeur argumenta.

"Vous remettez la chaleur dans le système sous forme d'électricité, " dit-il. " En ce moment, nous ne faisons que le jeter dans l'atmosphère. Ça chauffe ta chambre, par exemple, et puis vous utilisez votre climatisation pour refroidir votre pièce, ce qui gaspille plus d'énergie."