Des chercheurs créent un appareil révolutionnaire capable de produire de l’électricité jour et nuit

Imagem de dispositivo gerador termoelétrico capaz de gerar eletricidade de dia e de noite

Et si les piles n’étaient plus nécessaires et qu’il existait d’autres méthodes pour générer de l’électricité pour alimenter les appareils ? C’est l’approche de ce produit révolutionnaire. L’énergie produite en continu, jour et nuit, pourrait bientôt devenir réalité !

Image d'un appareil de génération thermoélectrique capable de produire de l'électricité jour et nuit

Un jour, les piles ne seront peut-être plus nécessaires

Des chercheurs ont mis au point un nouveau générateur thermoélectrique qui peut produire de l’électricité en continu en utilisant la chaleur du soleil et un élément rayonnant qui libère de la chaleur dans l’air. Fonctionnant de jour comme de nuit et dans des conditions nuageuses, le nouveau TEG auto-alimenté pourrait fournir une source d’alimentation fiable pour les petits appareils électroniques tels que les capteurs extérieurs.

Les sources d’énergie traditionnelles, telles que les batteries, ont une capacité limitée et nécessitent un remplacement ou une recharge périodiques, ce qui peut être peu pratique et non durable. Notre nouvelle conception de TEG pourrait offrir une solution d’alimentation durable et continue pour les petits appareils, répondant aux limites des sources d’alimentation traditionnelles telles que les batteries.

Jing Liu, chercheur à l’Université Jimei, a expliqué.

Les TEG (générateurs thermoélectriques) sont des dispositifs à semi-conducteurs qui utilisent les différences de température pour générer de l’électricité sans pièces mobiles. Dans la revue Optics Express, Liu et une équipe de chercheurs multi-institutionnelle décrivent et démontrent un nouveau TEG qui peut générer simultanément la chaleur et le froid nécessaires pour créer une différence de température suffisamment grande pour générer de l’électricité même lorsque le soleil ne brille pas.

La source d’alimentation passive est composée de composants qui peuvent être facilement fabriqués.

La conception unique de notre générateur thermoélectrique auto-alimenté permet un fonctionnement continu, quelles que soient les conditions météorologiques. Avec un développement ultérieur, notre TEG a le potentiel d’avoir un impact sur un large éventail d’applications, des capteurs à distance à l’électronique portable, en promouvant une approche plus durable et plus respectueuse de l’environnement pour alimenter notre vie quotidienne.

Dit Jing Liu.

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Augmenter les performances des générateurs thermoélectriques

Lorsqu’un matériau thermoélectrique subit un gradient de température, les électrons circulent du côté chaud vers le côté froid, générant un courant électrique. Bien qu’il existe des générateurs thermoélectriques basés sur ce phénomène, ceux-ci ont tendance à produire des différences de température instables et ne génèrent pas suffisamment d’électricité pour être utiles.

Pour répondre à ces limitations, les chercheurs ont développé un nouveau type de TEG. Celui-ci utilise un composant appelé absorbeur solaire à ultra large bande, UBSA, pour capter la lumière du soleil, qui chauffe un côté du générateur.

Dans le même temps, un autre composant appelé l’émetteur de refroidissement radiatif planaire, RCE, refroidit l’autre côté, libérant de la chaleur. UBSA et RCE peuvent être appliqués à un substrat flexible, ce qui peut être utile pour alimenter des appareils portables, par exemple.

Comme la puissance de chauffage de l’UBSA est nettement supérieure à la puissance de refroidissement du RCE sous une intensité solaire normale, les chercheurs ont placé le RCE dans un UBSA avec une plus grande surface. Lorsque la lumière du soleil frappe l’ensemble de l’appareil, les parties sans ombre de l’UBSA absorbent l’énergie du soleil pour se réchauffer, tandis que le RCE au-dessus commence à se refroidir. La combinaison du chauffage et du refroidissement crée une différence de température qui est convertie en électricité.

Pendant la nuit ou les jours nuageux, la différence de température est considérablement réduite en raison de l’absence de lumière directe du soleil. Cependant, il existe toujours une différence de température qui peut être utilisée pour produire de l’électricité, bien que moins efficacement que par une journée ensoleillée.

Produire de l’électricité la nuit

Pour tester l’appareil, les chercheurs ont mené des expériences à l’extérieur dans différentes conditions météorologiques. Ils ont surveillé la tension de sortie de l’appareil et ont constaté qu’il pouvait générer de l’électricité en continu jour et nuit et dans des conditions de lumière nuageuse. Dans des conditions diurnes claires, l’appareil a atteint une tension de crête de 166,2 mV, suffisante pour alimenter un petit capteur ou appareil. Pendant la nuit claire et pendant le jour nuageux, il a généré respectivement 14,7 mV et 95 mV.

Notre méthode innovante de combinaison du chauffage solaire avec le refroidissement radiatif permet au TEG de produire de l’électricité sans interruption. Cela pourrait améliorer l’accès aux services essentiels, en particulier dans les zones reculées ou sous-développées où les sources d’énergie traditionnelles ne sont pas disponibles.

Dit Haoyuan Cai, membre de l’équipe d’enquête.

Les chercheurs travaillent maintenant à optimiser davantage l’efficacité, la durabilité et l’évolutivité de l’appareil, et prévoient de tester sa stabilité et sa fiabilité à long terme dans diverses conditions. Ils ont également l’intention d’explorer le potentiel d’une production de masse rentable et d’améliorer les performances de l’appareil et son adaptabilité à différentes applications.

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