Et si l’électricité statique qui vous hérisse les cheveux quand vous retirez votre pull pouvait recharger la batterie de votre téléphone mobile ? C’est bien ce que permettrait un nouveau prototype de générateur fonctionnant à l’électricité statique, inhérente à chaque phénomène de frottement entre deux matériaux différents. Ainsi, un simple mouvement impulsé par le corps humain ou les forces naturelles contenues dans le vent et l’eau, pourraient produire une quantité non négligeable d’énergie.

[stextbox id=”info”]Un principe de fonctionnement basé sur la triboélectricité[/stextbox]

Présenté publiquement le 4 mars dernier dans la revue Nature Communications, ce modèle original fonctionne selon le principe de triboélectricité, à savoir, le phénomène  électrostatique  créé par le frottement continu de matériaux de nature différente.  Lors  de la friction entre deux éléments, une partie des électrons engendrés par le contact est transférée d’un élément à l’autre et cela même lorsqu’on les sépare progressivement. Ce transfert d’électron perdure et peut même être accentué par la répétition ou la mécanisation du frottement initial.

Le système dont il est question ici est composé de quatre disques, dont un rotor en cuivre. Il consiste à faire tourner le rotor, convertissant ainsi la force mécanique en électricité avec l’aide d’un simple mouvement de la main, de l’eau qui coule d’un robinet ou d’un peu de vent. “Il fonctionne pour les mouvements, réguliers ou pas, comme les mouvements du corps humain. À partir du moment où il y a une action mécanique, il peut générer de l’énergie”, explique M.  Zhong Lin Wang, chercheur en matériaux et en ingénierie de l’Institut de technologie de Géorgie (États-Unis).

Cet assemblage est composé de petits disques d’environ 10 cm de diamètre et constitués de matériaux différents : l’un en cuivre (le rotor), et les autres en téflon, en or en acrylique. Doté de rayons comme pour une roue de vélo, ces disques entrent en rotation et génèrent un courant électrique recueilli ensuite par des électrodes. Si ce système de rotation est astucieux, la véritable innovation de ce générateur est avant tout sa capacité à collecter l’électricité statique produite, grâce aux deux électrodes placées sur un même disque et protégées par un support en acrylique et un revêtement en polypropylène éthylène fluoré.

Ce premier prototype est capable de fournir une puissance de 1,5 watt pour 3000 tours par minute, soit un rendement assez impressionnant de près de 24%, et d’alimenter des ampoules électriques, un réveil digital ou la batterie d’un téléphone portable. Tout cela pour un coût qui serait extrêmement faible.

[stextbox id=”info”]Les perspectives d’une production à grande échelle[/stextbox]

Si ce type d’appareil n’est pas entièrement nouveau, les progrès réalisés ces deux dernières années ont été considérables, divisant le volume du générateur par 100 et multipliant sa puissance de sortie par 1.000. «De telles performances permettent d’envisager d’avoir sa propre alimentation portable d’équipements électroniques, mais également de domestiquer l’énergie du vent et des vagues. Nous anticipons des études mondiales sur ce principe. Dans les prochaines années, il deviendra aussi important que les diodes électroluminescentes et les cellules photovoltaïques organiques », promet M. Zhong Lin Wang.

Disposant d’une large gamme d’applications et très peu contraignant, ce système pourrait être adapté aux équipements domestiques, tout comme à une production d’énergie à l’échelle industrielle.

Avec un rendement des plus élevé et une efficacité comparable à celle de générateurs par induction électromagnétique, principe de base utilisé par les centrales électriques modernes,  ce projet a d’ores et déjà reçu le soutien financier du Département Américain de l’Énergie, de l’armée de l’air des États-Unis et même de l’Académie chinoise des sciences.

Crédits photo : Gary Meek