L’humanité augmentant la consommation de ressources de divers ordres, l’énergie est à la base des besoins, même pour fournir de la nourriture. Cependant, il est impératif que dans les décennies à venir, le monde dispose d’autres sources de production d’électricité. L’air pourrait être celui auquel personne ne s’attendrait. Oui, les scientifiques ont découvert comment obtenir de l’énergie propre à partir de rien.
Comment capter l’électricité de l’air en continu ?
Les ingénieurs ont démontré quelque chose de vraiment révolutionnaire. Presque tous les matériaux peuvent être utilisés pour créer un appareil qui collecte en continu l’électricité de l’air humide.
Ce n’est pas un développement prêt pour une application pratique, mais selon ses créateurs, il transcende certaines des limites des autres dispositifs de collecte. Tout ce dont le matériau a besoin est d’avoir des nanopores de moins de 100 nanomètres de diamètre. C’est environ un millième de la largeur d’un cheveu humain, donc c’est plus facile à dire qu’à faire, mais beaucoup plus simple que vous ne le pensez.
Ce matériau peut collecter l’électricité générée par des gouttelettes d’eau microscopiques dans l’air humide, selon une équipe dirigée par l’ingénieur Xiaomeng Liu de l’Université du Massachusetts à Amherst. Ils ont appelé leur découverte « l’effet Air-gen générique ».
L’air contient une énorme quantité d’électricité. Pensez à un nuage, qui n’est rien de plus qu’une masse de gouttelettes d’eau. Chacune de ces gouttelettes contient une charge, et lorsque les conditions sont réunies, le nuage peut produire un coup de foudre – mais nous ne savons pas comment capter de manière fiable l’électricité de la foudre. Ce que nous avons fait, c’est créer un nuage artificiel à petite échelle qui produit de l’électricité pour nous de manière prévisible et continue afin que nous puissions la récolter.
Dit Jun Yao, ingénieur de l’UMass Amherst.
Si l’Air-gen vous semble familier, c’est parce que l’équipe avait déjà développé un appareil pour récolter l’énergie de l’air. Cependant, leur appareil précédent reposait sur des nanofils de protéines cultivés par une bactérie appelée Geobacter sulfurreducens.
Cependant, la bactérie n’est plus nécessaire.
Ce que nous avons réalisé après la découverte de Geobacter, c’est que la capacité de générer de l’électricité à partir de l’air – ce que nous avons appelé « l’effet Air-gen » – est générique : littéralement, n’importe quel type de matériau peut obtenir de l’électricité à partir de l’air, tant qu’il a une certaine propriété.
Explique Yao.
Cette propriété est celle des nanopores, et leur taille est basée sur le libre parcours moyen des molécules d’eau dans l’air humide. C’est la distance qu’une molécule d’eau peut parcourir dans l’air avant d’entrer en collision avec une autre molécule d’eau.
Image d’illustration : Les nanopores sont le secret de la production d’électricité à partir de l’air
Air-gen pourrait un jour signifier de l’énergie gratuite pour tous
Le dispositif générique Air-gen est fabriqué à partir d’un film mince de matériau tel que la cellulose, la protéine de soie ou l’oxyde de graphène. Les molécules d’eau dans l’air peuvent facilement pénétrer dans les nanopores et se déplacer du haut de la pellicule vers le bas, mais elles se heurtent aux côtés du pore lorsqu’elles se déplacent.
Ces charges sont transférées au matériau, produisant une accumulation, et comme davantage de molécules d’eau se précipitent vers le haut du film, un déséquilibre de charge se produit entre les deux côtés.
Cela produit un effet similaire à ce que nous voyons dans les nuages qui produisent des éclairs : l’air qui monte crée plus de collisions entre les gouttelettes d’eau au sommet d’un nuage, ce qui entraîne un excès de charge positive dans les nuages supérieurs et un excès de charge négative dans les nuages inférieurs. ceux. .
Dans ce cas, la charge pourrait être redirigée pour alimenter de petits appareils ou stockée dans n’importe quelle batterie.
Pour le moment, il en est encore à la phase initiale. Le film de cellulose testé par l’équipe avait une sortie de tension spontanée de 260 millivolts dans l’environnement, alors qu’un téléphone portable nécessite une sortie de tension d’environ 5 volts. Mais la finesse des films indique qu’ils peuvent être empilés pour augmenter l’échelle des appareils Air-gen, ce qui les rend plus applicables dans la pratique.
Et le fait qu’ils puissent être fabriqués à partir de différents matériaux indique que les appareils peuvent être adaptés à l’environnement dans lequel ils vont être utilisés, expliquent les chercheurs.
L’idée est simple, mais elle n’a jamais été découverte auparavant, et elle ouvre toutes sortes de possibilités. On pourrait imaginer des moissonneuses fabriquées à partir d’un type de matériau pour les milieux forestiers tropicaux et un autre pour les régions plus arides.
dit Yao.
La prochaine étape consisterait à tester les appareils dans différents environnements et à travailler également sur leur mise à l’échelle. Mais l’effet générique d’Air-gen est réel et les possibilités qu’il représente sont prometteuses.
C’est très excitant. Nous ouvrons une grande porte à la récolte d’électricité propre à partir de l’air.
Xiaomeng Liu a répondu.
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