Des pas électriques ? De nouveaux planchers en bois produisent de l’énergie à partir de la marche
En utilisant un dispositif de collecte d’énergie, également appelé nanogénérateur.
Le plancher en bois récolte l’énergie de la marche et allume une ampoule. Sun et al/Matter
Les bâtiments intelligents et durables du futur pourraient tirer leur énergie de vos pas. Des chercheurs de l’ETH Zurich, en Suisse, de l’université de Chongqing, en Chine, et de l’université Northwestern, dans l’Illinois, ont trouvé un moyen d’exploiter une source d’énergie inattendue située sous nos pieds, ce qui pourrait faire de ce projet une réalité.
Pour générer de l’électricité à partir d’un plancher en bois grâce à nos pas, les chercheurs ont mis au point un dispositif de collecte d’énergie, appelé nanogénérateur, qui utilise du bois recouvert de silicone et dans lequel sont intégrés des nanocristaux. Ce dispositif peut générer de l’énergie pour alimenter des ampoules LED et d’autres gadgets, selon l’étude publiée dans la revue Matter.
Il est composé de deux morceaux de bois pris en sandwich entre des électrodes. Lorsqu’on marche dessus, les morceaux de bois se chargent électriquement par contact et séparation, un phénomène connu sous le nom d’effet triboélectrique, puisque les électrons peuvent être transférés d’un objet à l’autre.
Cependant, il y a un hic : le bois n’a pas de tendance naturelle à gagner ou à perdre des électrons, ce qui limite son potentiel de production d’électricité. Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont recouvert un morceau de bois de silicone, qui acquiert rapidement des électrons au contact, et ont enrobé l’autre morceau d’ions métalliques et de molécules organiques, qui lui font perdre plus facilement des électrons.
Les chercheurs ont découvert que l’utilisation d’un prototype de plancher en bois dont la surface est à peine plus petite qu’une feuille de papier A4 fournissait suffisamment d’énergie pour alimenter l’éclairage LED domestique et de minuscules gadgets tels que des calculatrices. Ils ont réussi à allumer une ampoule en utilisant le prototype lorsqu’un adulte humain marchait dessus.
Les chercheurs ont constaté qu’un nanogénérateur fabriqué avec de l’épicéa coupé radialement, un bois commun en Europe, bon marché et disponible avec des propriétés mécaniques souhaitables, était supérieur. Grâce aux traitements, ils ont pu obtenir 80 fois plus d’électricité que le bois naturel et la production d’électricité est restée stable sous des forces constantes jusqu’à 1 500 cycles. Guido Panzarasa, auteur principal et chef de groupe à la chaire de science des matériaux en bois de l’Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) de Zurich et du Laboratoire fédéral suisse pour la science et la technologie des matériaux (Empa) de Dübendorf, explique que leur approche est simple et transposable à l’échelle industrielle. “Ce n’est qu’une question d’ingénierie”, a-t-il expliqué.
Il convient de noter qu’il s’agissait de données de validation du concept et que des travaux supplémentaires sont nécessaires avant que le système puisse être mis à l’échelle pour un usage industriel.
“Nous avons concentré notre attention sur le développement de l’approche afin de la rendre encore plus conviviale pour l’industrie. Pour ce faire, nous devons peut-être sacrifier l’efficacité globale au profit de méthodes plus faciles de modification du bois”, a déclaré M. Panzarasa. “Ainsi, même si la production électrique d’un seul dispositif n’est pas aussi élevée que celle que nous avons publiée, l’union de plusieurs dispositifs sur une unité de plancher plus grande finira par produire une quantité importante d’énergie.”
Si le gadget peut être mis à l’échelle, les nanogénérateurs en bois pourraient devenir monnaie courante dans les bâtiments intelligents durables du futur, contribuant à l’atténuation du changement climatique au cours de leur durée de vie.
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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche
