L'énergie est constamment autour des personnes sous ses nombreuses formes - à la lumière du soleil, à la chaleur d'une pièce et même aux mouvements des personnes elles-mêmes. Toute cette énergie est généralement simplement «gaspillée» pour la civilisation humaine, mais elle peut potentiellement être utilisée pour alimenter des gadgets mobiles et portables - des capteurs biométriques aux montres intelligentes. Des chercheurs de l'Université d'Oulu (Finlande) ont trouvé un minéral avec une structure cristalline pérovskite, dont les propriétés lui permettent d'extraire de l'énergie de nombreuses sources différentes simultanément.
Les pérovskites sont une famille de minéraux, dont beaucoup se sont révélés prometteurs en raison de leur capacité à extraire simultanément un ou deux types d'énergie. L'un des membres de cette famille, par exemple, peut être bon pour convertir l'énergie solaire en électricité. L'autre est meilleur pour extraire l'énergie des changements de température et de pression qui peuvent se produire pendant le mouvement. Ils sont appelés respectivement matériaux pyroélectriques et piézoélectriques.
Parfois, bien sûr, un type d'énergie ne suffit pas comme source. Une certaine forme d'énergie peut ne pas toujours être disponible - par temps nuageux ou lorsqu'une personne ne bouge pas. Par conséquent, les chercheurs ont développé des dispositifs capables d'extraire de multiples formes d'énergie. Mais ces appareils nécessitent des matériaux différents qui les rendent trop encombrants pour être utilisés dans des appareils compacts.
The Applied Physics Letters a publié les résultats d'une étude menée par Yang Bai et ses collègues de l'Université d'Oulu. Les chercheurs ont étudié un type spécifique de pérovskite appelé KBNNO, qui est probablement capable d'extraire diverses formes d'énergie. Comme toutes les pérovskites, le KBNNO est un matériau ferroélectrique rempli de minuscules dipôles électriques, comme les petites flèches de la boussole dans un aimant.
Lorsqu'un matériau ferroélectrique de type KBNNO subit des changements de température, ses dipôles sont déplacés et ainsi un courant électrique est induit. La charge électrique est également accumulée en fonction de la direction du moment dipolaire. La déformation du matériau conduit au fait que certains fragments de celui-ci attirent ou repoussent une charge, ce qui conduit à nouveau à la génération de courant.
Les chercheurs ont déjà étudié les propriétés photovoltaïques et ferroélectriques générales du KBNNO, mais cette étude a été menée à 200 degrés sous le point de congélation et ils ne se sont pas concentrés sur les propriétés de température et de pression du matériau. Dans la nouvelle étude, Yang Bai note, pour la première fois, que toutes ces propriétés du matériau apparaissant à température ambiante ont été évaluées.
Des expériences ont montré que si le KBNNO est bon pour générer de l'énergie à partir de la chaleur et de la pression, il n'est pas aussi bon que les autres pérovskites. La découverte la plus impressionnante des chercheurs a peut-être été la capacité de modifier la composition du KBNNO pour améliorer ses propriétés pyroélectriques et piézoélectriques. Ainsi, il est possible de «personnaliser» toutes ces propriétés et de les utiliser le plus efficacement possible. Young Bai et ses collègues explorent la possibilité d'améliorer KBNNO en utilisant du sodium.
Yang Bai a également déclaré qu'il espérait créer un prototype d'appareil qui extrait de l'énergie de diverses sources l'année prochaine. Son processus de fabrication est simple, de sorte que la technologie pourrait être commercialisée en quelques années après que les chercheurs aient identifié le meilleur matériau.
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Selon Yang Bai, cette technologie peut conduire à un développement accéléré dans les domaines de l'Internet des objets et des villes intelligentes, où les capteurs et appareils consommateurs d'énergie peuvent avoir un accès constant à l'énergie.
Un tel matériau est susceptible d'être utilisé dans les batteries d'appareils, augmentant leur efficacité énergétique et réduisant le besoin de charges fréquentes. Un jour, Yang Bai complète sa narration, l'utilisateur n'aura plus jamais besoin de mettre son gadget en charge. Les batteries d'appareils compacts au sens moderne du terme peuvent généralement rester dans le passé.
Mais le fait qu'un moyen théorique ait été trouvé pour se passer de piles dans les gadgets ne signifie pas non plus que des produits utilisant cette technologie vont bientôt apparaître, ni que la technologie sera jamais mise en œuvre.
Y aura-t-il jamais des appareils portables et même des smartphones sans batteries, qui suffisent amplement pour l'énergie qui se trouve dans l'espace autour, mais qui est perdue, car il n'y a pas de méthode efficace pour l'extraire?
Basé sur des matériaux de sciencedaily.com
OLEG DOVBNYA