Une nouvelle technique piézoélectrique pourrait générer plus d’énergie à partir de la marche

Les chercheurs ont trouvé une nouvelle façon d’augmenter la puissance disponible des matériaux piézoélectriques.

Les chercheurs ont créé une nouvelle façon de rendre la production d’électricité aussi simple que de se promener dans la rue, selon une étude récente publiée dans la revue Engineering Reports.

Les matériaux piézoélectriques existent depuis longtemps, mais le problème de la production d’une puissance suffisante pour l’électronique à grande échelle reste un défi.

Plus précisément, l’utilisation du concept de « polarisation graduée » – un moyen d’utiliser divers types de contraintes mécaniques sur une poutre en porte-à-faux piézoélectrique – s’est révélée prometteuse pour générer suffisamment d’énergie pour produire plus d’énergie à partir du matériau qu’on ne le pensait auparavant.

Une nouvelle technique pourrait augmenter la puissance électrique de la marche

Alors que le climat mondial continue de changer, il présente des risques de plus en plus critiques pour la santé humaine, les écosystèmes et l’économie. Si la crise de coronavirus a contribué à pousser les responsables et le public à apporter les changements nécessaires pour faire face aux obstacles environnementaux qui empêchent d’atteindre les objectifs climatiques, les quarantaines et le confinement ne sont pas un bon moyen d’y parvenir.

Par conséquent, les scientifiques du monde entier s’efforcent de trouver des moyens propres et peu risqués de produire de l’énergie.

Afin de proposer de nouvelles solutions, les chercheurs de l’Institut indien de technologie Mandi (IIT Mandi) ont trouvé un nouveau moyen de produire de l’électricité par la locomotion humaine : la marche. Les chercheurs ont proposé un nouveau dispositif de direction de la marche basé sur des matériaux piézoélectriques – conçu pour améliorer la puissance de ces matériaux avancés, qui interconvertissent l’énergie mécanique et l’énergie électrique lorsqu’ils sont exposés à une contrainte.

Les matériaux piézoélectriques ne génèrent pas assez d’énergie pour des applications réelles

Les matériaux piézoélectriques peuvent être utilisés dans une grande variété de situations. Par exemple, s’ils sont installés dans des carreaux de sol, ils peuvent générer de l’énergie électrique à partir des personnes qui marchent dessus – et il en va de même pour les routes et le poids des véhicules, où l’énergie pourrait être utilisée pour alimenter les lampadaires et les signaux.

Si le matériau est placé dans un endroit très fréquenté, il pourrait générer suffisamment d’énergie pour alimenter des appareils encore plus grands. Bien que cela semble pratiquement révolutionnaire, le triste fait est que l’énergie produite par ces matériaux est très faible, ce qui limite leurs applications dans la vie réelle à des équipements à faible consommation d’énergie.

Jusqu’à présent.

Une nouvelle technique ouvre la porte aux applications du monde réel

« Nous avons développé une technique connue sous le nom de “polarisation graduée” pour augmenter la puissance de sortie des matériaux piézoélectriques de plus de 100 fois », a déclaré l’un des principaux chercheurs de l’étude, Rahul Vaish. Les chercheurs ont trouvé un moyen de transformer divers types de contraintes mécaniques – y compris les contraintes de flexion, de compression et de traction – en énergie pratique. Les contraintes de cisaillement dans la section médiane peuvent également servir à améliorer le rendement électrique.

Les améliorations substantielles possibles grâce à la nouvelle technique de polissage gradué des chercheurs ouvrent la porte au développement de conceptions piézoélectriques réelles théoriquement capables de transformer la mobilité urbaine à l’échelle mondiale.

Les applications possibles de ce nouveau matériau sont nombreuses

Le matériau piézoélectrique – s’il est appliqué avec succès à grande échelle et avec une production d’énergie suffisante – pourrait trouver de nombreuses applications dans des appareils intelligents alimentés par le mouvement d’humains en marche. D’autres applications pourraient consister à produire de l’énergie à partir des semelles de chaussures doublées de matériau piézoélectrique.

Pour l’instant, les chercheurs travaillent à étendre leurs découvertes afin d’acquérir une prédiction plus précise sur les effets de la technique de sondage proposée sur les propriétés mécaniques du matériau piézoélectrique. C’est une possibilité passionnante, mais il reste encore beaucoup à faire avant qu’elle ne devienne une véritable alternative aux autres formes de production d’énergie à grande échelle – conventionnelle ou durable.

Lire aussi : La nanotechnologie à récupération d’énergie génère de l’énergie à partir de tout

Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche