Des scientifiques découvrent une méthode intelligente pour générer de l'énergie avec de minuscules billes en plastique
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Une équipe internationale de chercheurs du département de génie chimique de la Vrije Universiteit Brussel, de l'Université technique de Riga, du Royal Melbourne Institute of Technology et de l'Institut MESA+ de l'Université de Twente a découvert une nouvelle méthode pour produire de l'électricité à partir de petites billes de plastique. En les rapprochant les unes des autres et en les mettant en contact, elles produisent plus d'électricité que d'habitude. Ce processus, appelé triboélectrification, est similaire à l'électricité statique produite par le frottement d'un ballon contre des cheveux.
Les nanogénérateurs triboélectriques (TENG) produisent de l'électricité par frottement entre différents matériaux. Ce phénomène se produit généralement lorsque deux matériaux distincts se déplacent l'un contre l'autre. Des recherches montrent désormais que lorsqu'une surface composée de petites billes serrées entre en contact avec une autre surface contenant les mêmes billes, certaines billes acquièrent une charge positive tandis que d'autres se chargent négativement. Plus le transfert de ces charges électriques est efficace, plus la production d'électricité est importante.
Image au microscope électronique d'une surface TENG avec de minuscules billes © Ignaas Jimidar
Des tests réalisés avec différents types de billes révèlent que la taille et le matériau jouent un rôle crucial. Les billes plus grosses ont tendance à acquérir une charge négative, tandis que les plus petites sont plus susceptibles de se charger positivement. L'effet le plus significatif se produit avec les billes de mélamine-formaldéhyde (MF).
Ce matériau présente une faible élasticité, ce qui signifie qu'il est moins flexible et qu'il retient et transfère mieux la charge électrique. De plus, l'utilisation de billes offre une alternative économique à la technologie coûteuse généralement utilisée dans les TENG pour améliorer les performances. La fabrication à sec des particules rend également le procédé plus durable en éliminant le recours aux solvants.
Les progrès de la triboélectrification pourraient ouvrir la voie à de nouvelles applications de récupération d'énergie sans batteries ni prises de courant. Les vêtements intelligents générant de l'énergie par le mouvement ou les petits appareils autonomes sans recharge deviennent une possibilité plus réaliste. Les technologies portables et les solutions énergétiques durables devraient bénéficier de ce principe.
Le Dr Ignaas Jimidar de la VUB et auteur principal de l'étude explique : « Nos recherches montrent que de légers changements dans le choix des matériaux peuvent améliorer considérablement l'efficacité énergétique. Cela ouvre de nouvelles perspectives pour les nanogénérateurs triboélectriques au quotidien, sans dépendre des sources d'énergie traditionnelles. »
Malgré des résultats prometteurs, des avancées sont nécessaires pour intégrer cette technologie dans des produits concrets. L'amélioration de l'efficacité et de la fiabilité sera essentielle pour permettre des applications à grande échelle. La recherche sur les matériaux et les structures continue de révéler de nouvelles perspectives pour la production et l'utilisation de l'énergie.
https://press.vub.ac.be/scientists-discover-smart-way-to-generate-energy-with-tiny-beads