La poussée vers la faible puissance, dispositifs d'économie d'énergie a été une direction que l'industrie électronique a toujours poursuivie. Le passage à un éclairage LED de faible puissance est un bon exemple de cette tendance. Une autre piste est le développement de la récupération d'énergie, appareils autonomes. L'idée ici est d'utiliser des matériaux qui présentent des effets piézoélectriques et triboélectriques pour convertir l'énergie mécanique en énergie électrique. Les matériaux piézoélectriques génèrent une charge électrique lorsqu'ils sont sollicités mécaniquement, tandis que l'effet triboélectrique est l'accumulation de charges sur deux matériaux différents après qu'ils soient entrés en contact l'un avec l'autre.

Nanogénérateurs piézoélectriques (PENG), nanogénérateurs triboélectriques (TENG), et même des récupérateurs d'énergie piézo-triboélectriques hybrides (HNG) qui ont amélioré les capacités de récupération d'énergie ont été développés dans le but d'alimenter l'électronique de faible puissance par un simple mouvement. Ces dispositifs nécessitent généralement des matériaux diélectriques qui conservent leur polarisation, et les matériaux multiferroïques qui présentent des propriétés ferromagnétiques et ferromagnétiques conviennent à cette tâche.

Maintenant, dans une étude récente publiée dans Nano énergie, des chercheurs de l'Institut des sciences et technologies de Daegu Gyeongbuk (DGIST), Corée et Institut indien de technologie, Guwahati, Inde, développer un film composite qui peut être utilisé en combinaison avec d'autres matériaux pour produire des générateurs de récupération d'énergie. Le film composite a été développé en utilisant une technique rentable où un matériau multiferroïque, titanate de bismuth Bi 4 Ti 3 O 12 (ou BiTO), a été ajouté à un polymère triboélectrique flexible (PDMS).

"Notre principale motivation derrière ce travail était de développer un matériau multiferroïque à température ambiante ayant une permittivité colossale élevée pour un récupérateur d'énergie piézo-triboélectrique hybride, " explique le professeur Hoe Joon Kim de la DGIST, qui a dirigé l'étude. En prenant en sandwich le film BiTO-PDMS entre des couches d'aluminium, les chercheurs ont fabriqué un HNG qui génère une charge électrique lorsqu'il est pressé et relâché.

Mais comment ces multiples couches génèrent-elles un courant ? La réponse réside dans les propriétés du film et sa réponse à l'action mécanique. Les couches fonctionnent comme des électrodes et lorsque l'appareil est pressé et relâché, la nature piézoélectrique et triboélectrique du film se mettent en synergie pour générer des charges sur les électrodes, créer une tension. Cet effet synergique s'est avéré améliorer les performances de récupération d'énergie. En utilisant plusieurs de ces HNG, les chercheurs ont construit un HNG multi-unités capable d'alimenter une montre-bracelet et une calculatrice.

Enthousiasmé par l'importance de l'étude, Le professeur Kim déclare :« Pour la première fois, le matériau multiferroïque monophasé à température ambiante avec une constante diélectrique colossale a été atteint. L'amplification de polarisation interne du polymère a été améliorée, augmentant les performances de récupération d'énergie du récupérateur d'énergie hybride."

Alors que des progrès continuent d'être réalisés pour améliorer les performances de récupération d'énergie des nanogénérateurs, ces minuscules appareils pourraient un jour invalider les batteries dans de nombreux cas, rendre l'électronique plus durable et autosuffisante.