• Ingénierie: une source exploitable d'énergie électrique, produite à des échelles miniatures quand un fluide circule à la surface de nanotubes de carbone, a été testée avec succès!____¤20171

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «A One-Dimensional Fluidic Nanogenerator with a High Power Conversion Efficiency» ont été publiés dans la revue Angewandte Chemie, a permis de montrer qu’il est possible de produire de l’énergie électrique à des échelles miniatures en exploitant le fait que certains dispositifs de taille nanométrique comme les nanotubes de carbone produisent du courant quand un fluide circule à leur surface.

     

    Plus précisément, «des fibres d’environ 26 nanomètres de diamètre constitués de nanotubes de carbone alignés et ordonnés» ont été mises au point et «lorsque une solution ionique circule autour de ces fibres, une différence de potentiel, dépendante de la vitesse et de la nature du fluide, apparaît entre les deux extrémités du dispositif reliées à des électrodes». La production énergétique de ces nanogénérateurs est, «avec une tension d'une centaine de millivolts et un courant de 0,06 milliampère», de «100 à 1000 fois supérieures à celle des autres dispositifs de taille similaire fonctionnant grâce à des phénomènes électrostatiques ou triboélectriques».

     

    Pour comprendre le principe de ces nanogénérateurs, il faut savoir que lorsque les fibres de nanotubes sont immergées dans une solution ionique, «une première couche d'ions positifs se forme à leur surface, elle même surmontée d’une seconde couche d'ions négatifs».

     

    L'étude a établi «que si la solution ionique est en mouvement autour du dispositif, tandis que la première couche positive s’installe très rapidement, la seconde couche se forme avec une vitesse plus faible en raison de la mobilité moindre des ions négatifs par rapport aux ions positifs dans la solution» de sorte qu'une différence de potentiel se crée «entre l'avant du nanotube, dans un environnement chargé positivement, et l'arrière, chargé négativement». La tension électrique en question «augmente d'autant plus que les ions négatifs sont peu mobiles, mais également à mesure que la température et la vitesse du fluide s'accroissent».

     

    Il faut souligner que si «ce phénomène de double couche d’ions est général lorsqu’on immerge un matériau dans une solution contenant des ions», les propriétés remarquables des nanotubes de carbone conduisent à une «excellente conversion énergétique». Ce dispositif pourrait donc avoir «de multiples applications, par exemple pour des sources embarquées portables». En particulier, dans le sang, ces nanogénérateurs pourraient «servir de source d’énergie pour des dispositifs électroniques médicaux implantés, en exploitant la circulation sanguine».

     

    En outre, comme dans le cadre de cette étude, ces nanogénérateurs ont aussi été «déposés sur des fibres de polymères ensuite tissées pour réaliser des générateurs hydroélectriques efficaces de plus grande taille», il n’est pas exclu qu'à terme cette technologie «puisse compléter les sources d’énergie renouvelables reines actuelles que sont le photovoltaïque et l’éolien».

     

     


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