Les scientifiques ont combiné le principe de fonctionnement des batteries portables et des appareils pour obtenir de l'énergie de l'environnement et, en éliminant les inconvénients des deux méthodes, ont fait bouger la voiture électrique robotique sans assistance et beaucoup plus efficacement.
La School of Engineering and Applied Sciences de l'Université de Pennsylvanie a créé une voiture robotique unique. L'appareil est chargé en raison de la destruction des liaisons chimiques dans les métaux, qu'il produit seul et «mange» sous la «sauce» d'un hydrogel polymère. Une étude combinant deux principes fondamentaux de la charge des appareils électriques est publiée dans ACS Energy Letters.
Les appareils électriques mobiles sont alimentés par des batteries portables ou des appareils qui convertissent l'énergie environnementale en électricité.
Un inconvénient évident et inévitable des batteries est que leur ressource est limitée par leur taille physique. Une puissance suffisante pour faire fonctionner les appareils électriques peut être obtenue en augmentant le volume et la masse de la batterie. Cependant, la plupart de l'énergie stockée sera dépensée pour déplacer la batterie elle-même. Dans le cas des robots miniatures, la batterie n'est clairement pas un favori.
Si vous utilisez un convertisseur d'énergie naturelle, comme un panneau solaire, la malchance avec la capacité de charge ira doucement au coucher du soleil. Mais le problème résolu sera immédiatement remplacé par de nouveaux: puissance insuffisante et vitesse de conversion insuffisante. Le couple sera embarrassé par les conditions de fonctionnement limitées du convertisseur: il y aura peu de sens de la part du même panneau solaire par temps nuageux.
Dans le nouveau développement, les scientifiques ont appliqué le principe bien connu de l'obtention d'énergie par la destruction de liaisons chimiques et la formation de nouvelles. Quelque chose de similaire se produit dans les réactions redox dans les batteries lithium-ion. La différence est que la source d'électrons était une surface métallique sur laquelle se déplaçait la voiture électrique.
La cathode intégrée, comme le nez d'un fourmilier, «sondait» la surface à la recherche de «nourriture» - des électrons. Le milieu conducteur, l'électrolyte, était un hydrogel constitué de chaînes de polymère, avec lequel la voiture électrique lubrifiait généreusement sa trajectoire. Au cours de l'expérience, la surface métallique a été recouverte d'une micro-rouille. Mais la puissance obtenue était 10 fois supérieure à celle d'un panneau solaire et 13 fois supérieure à celle d'une batterie lithium-ion.
Tel que conçu par les développeurs, de tels robots électriques pourront à l'avenir extraire de manière indépendante la "nourriture" métallique de l'environnement et se fournir pleinement en énergie.
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Elena Lee
