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Un collecteur d'énergie multi-sources pour les technologies portables du futur

Jusqu'à présent, le véritable potentiel du «tout-connecté» a été freiné par ce qui est censé l'alimenter: la technologie des batteries. Un matériau capable de transformer la lumière du soleil, la chaleur et le mouvement en énergie pourrait bientôt faire bouger les choses.
Un collecteur d'énergie multi-sources pour les technologies portables du futur
Les milieux informatiques n'ont peut-être jamais entendu parler des pérovskites, mais les récents travaux de l'Université d'Oulu en ont fait un sujet de discussion très tendance. Les pérovskites (un matériau ferroélectrique rempli de minuscules dipôles électriques) sont une famille de minéraux découverte en 1839 dans l'Oural par Gustav Rose. Ces minéraux sont essentiellement connus pour leur importance dans le secteur de l'énergie solaire, les cellules solaires en pérovskite étant réputées pour leur faible coût, leur souplesse et leur facilité de production.

Les pérovskites utilisées dans les cellules solaires n'en sont cependant que l'une des nombreuses variantes existantes. Si elles affichent de bonnes propriétés pour convertir efficacement l'énergie solaire en électricité, d'autres membres de cette famille peuvent exploiter l'énergie générée par les modifications de température et de pression résultant du mouvement.

Le problème, c'est que de nombreuses pérovskites permettent d'exploiter plusieurs types d'énergie, mais seulement un à la fois et non simultanément. Dans la plupart des cas, cependant, des formes d'énergie telles que la chaleur, le soleil et le mouvement ne sont pas continues. Il n'est donc pas réaliste de n'exploiter qu'une seule de ces formes pour alimenter des dispositifs tels que des capteurs biométriques ou des montres intelligentes.

D'où l'intérêt du KBNNO, une variété de pérovskite étudiée par des chercheurs financés dans le cadre du projet NEXTGENERGY: il peut exploiter plusieurs formes d'énergie en même temps. Il existe déjà des appareils dotés de cette capacité, mais ils le font en combinant différents matériaux. Le KBNNO est capable de réaliser cette performance à lui tout seul.

Des études précédentes s'étaient déjà penchées sur les propriétés photovoltaïques et ferroélectriques générales du KBNNO. Ces études, réalisées à des températures d'environ moins 200 degrés, avaient déjà déterminé que lorsque le KBNNO subit des changements de température, ses dipôles se désalignent, ce qui génère un courant électrique. La charge électrique s'accumule également selon la direction pointée par les dipôles et, en se déformant, certaines régions du matériau attirent ou repoussent les charges, ce qui génère à nouveau du courant.

Mais ce qui n'était pas connu jusqu'à présent, c'est la façon dont ce matériau se comporte au-dessus de la température ambiante. L'objectif des chercheurs de NEXTGENERGY ne visait pas seulement à répondre à cette question: ils souhaitaient aussi étudier d'autres propriétés du KBNNO liées à la température ou à la pression.

Leurs expériences montrent que si le KBNNO est plutôt performant pour générer de l'électricité à partir de la chaleur et de la pression, d'autres pérovskites sont meilleures. Mais ils ont également démontré que la composition du KBNNO peut être modifiée afin d'améliorer ses propriétés pyroélectriques et piézoélectriques. «Il est possible de régler ces propriétés à leur maximum», déclarait Yang Bai, titulaire d'une bourse Marie-Sklodowska Curie à l'Université d'Oulu.

Yang Bai et son équipe travaillent déjà sur ce matériau amélioré. Au cours de l'année à venir, ils espèrent construire le prototype d'un dispositif exploitant l'énergie provenant de plusieurs sources, qui pourrait être mis sur le marché dans les prochaines années.

«Cela stimulera le développement de l'Internet des objets et des villes intelligentes, car les capteurs et dispositifs consommant de l'électricité seront alors énergétiquement durables», déclarait Yang Bai. Ne nécessitant ni prises de courant ni batteries, ces dispositifs pourraient en effet marquer le début d'une nouvelle ère pour les fabricants d'appareils intelligents.

Pour plus d'informations, veuillez consulter:
NEXTGENERGY
page CORDIS du projet

Source: D'après une étude du projet

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