Pourquoi emmener des dispositifs de stockage d’énergie avec soi si l’être humain lui-même peut générer de l’électricité constante qui sert à charger les appareils ? Oui, c’est encore dans les limbes de l’imagination et un avenir incroyable. Cependant, il est déjà possible aujourd’hui d’extraire de l’électricité de la sueur. Il existe un nouveau biofilm qui peut extraire l’énergie propre de la sueur.
Lorsque ces innovations passeront du papier, du laboratoire, à la vie de tous les jours, chacun sera sa propre source d’électricité. Incroyable, non ?
Sueur et électricité : L’être humain est un powerbank
L’utilisation de matériaux renouvelables dans la fabrication de dispositifs de collecte d’énergie propre peut encore améliorer la durabilité. Les micro-organismes peuvent être produits en masse à partir de matières premières renouvelables.
Des chercheurs de l’Université du Massachusetts à Amherst ont démontré qu’un biofilm microbien est un matériau cohésif et flexible qui collecte l’énergie de l’évaporation et la convertit en électricité. Ce film biologique a le potentiel de révolutionner le monde électronique des appareils « portables », en réussissant à alimenter ces gadgets. Nous parlons d’équipement, des capteurs médicaux personnels à l’électronique habituelle de notre vie quotidienne.
Le biofilm est une fine feuille de cellules bactériennes de l’épaisseur d’une feuille de papier. Il est produit naturellement par une version modifiée de la bactérie Geobacter sulfurreducens. Ce microbe est connu pour produire de l’électricité et a déjà été utilisé dans des « batteries microbiennes » pour alimenter des appareils électriques. Mais ces batteries nécessitent que G. sulfurreducens soit correctement soigné et nourri avec une alimentation stable.
En revanche, le nouveau biofilm, qui peut fournir autant d’énergie qu’une batterie de taille identique, fonctionne en continu car il est mort. Et parce qu’il est mort, il n’a pas besoin d’être nourri.
C’est beaucoup plus efficace. Nous avons simplifié le processus de production d’électricité, réduisant radicalement le nombre de processus requis. Nous cultivons durablement les cellules dans un biofilm et utilisons ensuite cette agglomération de cellules. Cela réduit les apports d’énergie, simplifie tout et élargit les applications potentielles.
A expliqué Derek Lovley, professeur de microbiologie à l’UMass Amherst.
Image du biofilm à gauche et à droite, le microbe individuel qui se fixe à ses voisins à travers une série de ce que l’équipe de recherche appelle des « nanofils naturels »
Comment fonctionne ce système avec le film microbien ?
La bactérie Geobacter sulfurreducens se développe en colonies qui ressemblent à des tapis minces, et chaque microbe individuel s’attache à ses voisins par une série de ce que l’équipe de recherche appelle des « nanofils naturels ». Ce sont ces tapis que l’équipe récupère et grave de minuscules circuits au laser.
Il les presse ensuite entre les électrodes et les scelle enfin dans un polymère doux, collant et respirant qui peut être appliqué directement sur la peau.
Comme la surface de notre peau est constamment humide de sueur, le biofilm peut « s’allumer » et convertir l’énergie emprisonnée dans l’évaporation en suffisamment d’énergie pour alimenter de petits appareils.
Les chercheurs affirment que le facteur limitant pour l’électronique utilisable a toujours été l’alimentation électrique. Les piles sont épuisées et doivent être remplacées ou chargées. Ce sont aussi des appareils encombrants, lourds et encombrants.
Cependant, un petit biofilm mince, flexible et transparent qui produit une alimentation électrique continue et constante et qui peut être utilisé, comme un patch appliqué directement sur la peau, résout tous ces problèmes.
Le corps humain produit de l’électricité en permanence
Au cours des expérimentations, le patch biofilm appliqué sur une peau en sueur a produit une énergie comparable à celle produite avec une solution saline et a maintenu ses performances après 18 heures. Même la peau non moite a généré une production électrique considérable, démontrant qu’une sécrétion continue d’humidité de faible niveau de la peau est suffisante pour entraîner cette production hydroélectrique.
Lors des tests en laboratoire, l’appareil a maintenu une sortie de courant constante pendant plus de 30 jours. Ce pourrait être un candidat prometteur pour l’alimentation continue des appareils électroniques portables.
Notre prochaine étape consiste à augmenter la taille de nos films pour alimenter des appareils électroniques plus sophistiqués pouvant être portés sur la peau. L’un des objectifs est d’alimenter des systèmes électroniques entiers plutôt que des appareils individuels.
Said Jun Yao, professeur de génie électrique et informatique à l’UMass.
Cette recherche a été développée par l’Institut des sciences de la vie appliquées (IALS) de l’UMass Amherst, qui combine une expertise interdisciplinaire approfondie de 29 départements pour traduire la recherche fondamentale en innovations bénéfiques pour la santé et le bien-être humains.
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