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Produire de l’électricité à partir de l’air: une nouvelle source d’énergie verte

Une initiative financée par l’UE est aujourd’hui capable de capter l’électricité de l’air grâce au développement d’une solution d’énergie renouvelable à la fois innovante, abordable et applicable: des convertisseurs humidité-électricité à haut rendement énergétique.

Énergie

Le projet HUNTER travaille actuellement à la mise au point d’un dispositif de puissance révolutionnaire qui convertit l’humidité atmosphérique en charge électrique, une forme d’électricité statique connue sous le nom d’hygroélectricité. «Cela va élargir la gamme des sources d’énergie renouvelables connues, telles que les énergies solaire, éolienne et houlomotrice, en tirant parti d’une nouvelle source: l’humidité atmosphérique», explique Andriy Lyubchyk, coordinateur du projet. Le consortium multidisciplinaire a évalué à la fois les questions technologiques (comme la fabrication de dispositifs nanoélectroniques) et fondamentales (comme les mécanismes de transport de charges). Les chercheurs se sont appuyés sur les récentes avancées en matière de nanotechnologies et de science des matériaux pour capter l’électricité de l’air à l’aide de dispositifs innovants de conversion de l’humidité en électricité. «Le dispositif récoltera l’électricité et fournira un courant d’une manière similaire à celle utilisée par les cellules solaires pour capter la lumière du soleil et générer de l’énergie électrique», explique Andriy Lyubchyk. Les partenaires du projet réunissent une expérience considérable en matière de recherche sur la fabrication de matériaux nanostructurés et sur la caractérisation optique, électrique et structurelle de systèmes de faibles dimensions. L’équipe a créé et testé un dispositif utilisant une technologie de conversion de l’humidité en électricité reposant sur les nanomatériaux, conforme aux niveaux de maturité technologique 3-4.

Créer de nouvelles technologies

Selon Andriy Lyubchyk, parmi les avancées technologiques significatives, on peut citer le développement de convertisseurs humidité-électricité à haut rendement énergétique. «Cela a également impliqué le développement de nanotechnologies, de méthodes et d’instruments uniques pour la création et l’analyse de dispositifs nanoélectroniques dans des environnements à humidité bien contrôlée», observe-t-il. Des technologies novatrices ont également été élaborées au cours de la mise en œuvre du projet. «Par exemple “EUREKA1”, une unité de dosage de l’humidification, a été développée, testée et optimisée pour une utilisation dans la caractérisation électrique, d’adsorption d’humidité ou morphologique et est suffisamment précise pour mesurer un centième d’une valeur d’humidité relative», note Andriy Lyubchyk. La réussite du projet est assurée grâce à un réseau coordonné de partage des connaissances en science des matériaux, en physique et en chimie; renforcé par une compréhension de pointe de la nanoélectronique et par l’application d’approches ascendantes de la nano-ingénierie grâce à la collaboration internationale et intersectorielle d’experts venus de Biélorussie, de Finlande, de France, du Portugal, d’Ukraine et des États-Unis.

Des applications multiples

Les résultats du projet ont conduit au développement d’une nouvelle génération de matériaux fonctionnels et, par conséquent, à la création de dispositifs nanoélectroniques avancés. «Nous pensons que les principes basés sur le dispositif de conversion HUNTER vont élargir la compréhension scientifique dans les domaines des nanomatériaux et de la nanoélectronique», commente Andriy Lyubchyk. En outre, l’initiative apporte une nouvelle perspective sur les solutions nanotechnologiques existantes dans le secteur des énergies renouvelables: le système HUNTER est incorporé dans les panneaux à cellules solaires existants, pour fonctionner pendant la nuit, et également dans les matériaux de construction. Par ailleurs, elle est susceptible de déboucher sur des applications dans le domaine médical, pour alimenter des matériaux photoactifs dans le traitement des tumeurs; dans celui du génie chimique, pour les catalyseurs électrocinétiques sans métaux précieux contrôlés par un champ électrique; et dans l’industrie automobile pour les capteurs d’oxygène à couche mince à basse température. Toutefois, le domaine d’application le plus prometteur semble être celui des dispositifs de commutation qui tirent généralement leur énergie de sources conventionnelles pour la technologie HUNTER. «Le développement de cette technologie a déjà réuni et continue de réunir des groupes scientifiques de divers domaines d’activité, ainsi que des entreprises privées, pour atteindre un objectif ambitieux: améliorer la vie des gens», conclut Andriy Lyubchyk.

Mots‑clés

HUNTER, énergie renouvelable, humidité atmosphérique, hygroélectricité, nanomatériaux, nanoélectronique, convertisseur humidité-électricité, dispositif de conversion

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