Raphael Thys
L'invention d'un dispositif passif qui génère de l'électricité en continu pendant la journée ou la nuit. Credit photo : Haoyuan Cai, Jimei University
Des sources d’énergie fiables et durables sont indispensables pour profiter pleinement des performances des petits appareils électroniques ou électriques. Pourtant, les solutions d’alimentation actuelles telles que les batteries ne répondent pas encore à ces exigences. Leurs utilisateurs doivent les remplacer ou les recharger régulièrement lorsqu’elles sont à plat. De plus, ces dispositifs traditionnels sont jugés moins écologiques. Jing Liu et son équipe de recherche estiment pouvoir les remplacer un jour. Actuellement, ils développent un nouveau type de TEG, qui serait plus performant et plus respectueux de l’environnement. Nous vous délivrons plus d’explications sur cette innovation dans cet article.
Quelles sont les particularités de cette nouvelle source d’énergie passive ?
Les générateurs thermoélectriques sont composés de matériaux semi-conducteurs, sans aucune pièce mobile. Ils utilisent la différence de température afin de générer un courant électrique. Ce nouveau TEG auto-alimenté fonctionne de la même manière. Il serait en mesure de produire simultanément la chaleur et le froid, deux conditions nécessaires pour provoquer une différence de température et générer de l’énergie électrique. Ce dispositif innovant est conçu avec des composants faciles à fabriquer, affirme cette équipe de recherche. Il pourrait alimenter un appareil de façon continue, de jour comme de nuit, et ce, par temps couvert. Il pourrait faire fonctionner de petits appareils électroniques portables, des capteurs extérieurs sans fil, etc.
Comment ce dispositif est-il construit ?
Ce générateur thermoélectrique autonome met en avant une approche plus écologique et plus durable de l’alimentation électrique, selon M. Liu. Il pourrait présenter des performances plus élevées que celles des TEG actuels. Cette nouvelle source d’énergie est constituée de deux composants principaux. Le premier est un absorbeur solaire à ultra-large bande (UBSA), capable d’intercepter la lumière du soleil, qui chauffera une face du générateur. Le second composant est un émetteur de refroidissement radiatif planaire (RCE), qui refroidit l’autre face du dispositif en dégageant de la chaleur. Ces deux éléments principaux (UBSA et RCE) sont compatibles avec un substrat flexible. Ce qui permet d’adapter cette technologie à de petits appareils mobiles.
Les scientifiques ont observé que, dans des conditions d’ensoleillement normales, la capacité d’absorption de chaleur de l’UBSA est largement supérieure à la capacité du RCE à se refroidir. C’est pourquoi ils ont installé le RCE au-dessus de l’UBSA d’une surface plus grande. Ainsi, lorsque la lumière du soleil frappe le générateur, les parties non ombragées de l’absorbeur capte l’énergie solaire pour se chauffer. Simultanément, la température du RCE descend lorsque celui-ci libère de la chaleur. Grâce à la différence de température créée, les électrons du côté chaud se déplacent vers le côté froid, générant de l’électricité.
La possibilité de produire de l’électricité sans interruption avec ce TEG
Le prototype a été soumis à des tests dans des conditions réelles. Les chercheurs ont contrôlé sa tension de sortie. Ils ont ainsi constaté que cette technologie est capable de générer du courant électrique en permanence. Pendant une journée ensoleillée, elle affiche une tension de sortie maximale de 166,2 mV, qui serait suffisante pour faire fonctionner un petit capteur extérieur. Par temps nuageux, la tension de sortie est réduite à 95 mV. Elle descend à 14,7 mV durant une nuit claire. Dans les deux derniers cas, la différence de température diminue considérablement. Actuellement, les scientifiques effectuent des travaux de recherche afin d’optimiser la durabilité, l’efficacité et l’évolutivité de ce nouveau TEG. Ils envisagent de tester ses niveaux de stabilité et de fiabilité dans le temps et dans différentes conditions. Plus d’informations : Optics Express