Des nanogénérateurs électriques à base d'écailles de poisson - L'EnerGeek

Des nanogénérateurs électriques à base d’écailles de poisson

ecailles_poisson_photo_yoann_gruson_danielSi les déchets de toute sorte sont aujourd’hui de mieux en mieux considérés dans la production d’électricité, via l’exploitation et la valorisation énergétique de la biomasse, certains biodéchets présentent des qualités piézoélectriques leur permettant de devenir de véritables nanogénérateurs d’énergie. C’est notamment le cas des écailles de poisson, qui, soumises aux mouvements du corps, aux vibrations acoustiques ou au simple souffle du vent, peuvent produire de l’électricité.

Un nanogénérateur reposant sur le principe de la piézoélectricité

Fonctionnant selon le principe de la piézoélectricité, les écailles de poisson seraient capables de se polariser électriquement. A savoir : générer un champ ou un potentiel électrique stable sous l’action d’une contrainte mécanique. C’est le cas des nanofibres de collagène qui y sont alignées et qui présentent des propriétés piézoélectriques à un coût extrêmement réduit. Présent chez tous les êtres vivants, le collagène explique par exemple l’élasticité de la peau, et est formé de chaînes d’acides aminés chargés électriquement (nanofibres) qui s’enchevêtrent et réagissent aux vibrations.

Mise en évidence dans la revue scientifique Applied Physics Letters par Sujoy Kumar Ghosh et Dipankar Mandal, deux chercheurs indiens de l’université de Jadavpur à Calcutta, cette découverte ne fait pas que démontrer la polarisation des écailles, mais détaille également le moyen d’exploiter ce champ électrique via un traitement spécifique.

Des écailles de catla, l’équivalent indien de notre carpe, ont été dans un premier temps déminéralisées par l’application de solvants, afin de les rendre transparentes et de provoquer l’alignement naturel des fibres de collagène. Le simple traitement par solvants suffit en effet à produire un alignement des fibres de collagène (épaisses de 40 nanomètres), de manière à amplifier l’électricité produite lorsque ce matériau est soumis à pression. Afin d’exploiter cette électricité produite par le collagène, les physiciens n’avaient plus alors qu’à appliquer, sur chaque face de l’écaille, de petites électrodes en or, recouvertes d’une couche de polypropylène.

Un dispositif adapté aux vibrations de faible intensité

Ces écailles transparentes génèrent ainsi de l’électricité quand elles sont déformées ou quand elles vibrent sous l’effet d’un son ou du vent. Les chercheurs indiens ont pu en effet mesurer une tension allant jusqu’à 4 volts par écaille et un débit de courant de 1,5 μA (micro-ampère). La puissance disponible potentielle s’élève donc à près de 1,14 μW par cm2 (obtenue sous une compression de 0,17 MPa). Plus concrètement, les applications expérimentées ici ont permis de produire une tension de 14 V par la simple connexion de quatre écailles, de quoi alimenter en énergie plus de 50 LED bleues.

Lire aussi : Imiter le poisson torpille pour générer de l’électricité : le pari fou de chercheurs japonais

Si la puissance et les applications de cette technologie restent bien sûr limitées, ces nano-générateurs génèrent de l’électricité par le simple fait d’être en mouvement, et offrent la possibilité de recharger de petits appareils électroniques très utiles dans le secteur médical comme les implants, les NEMS injectés dans le sang et imaginés pour transporter des molécules ou effectuer des mesures, ou les stimulateurs cardiaques, alimentés ici par les seuls battements du cœur. Le collagène est une matière abondante chez tous les êtres vivants et permettrait d’éviter les risques de rejet.

Crédits photo : Yoann Gruson Daniel

Rédigé par : lucas-goal

Avatar
lun 16 Sep 2013
Les meilleurs endroits pour pécher sont parfois placés près de lignes électriques. On aurait tendance à penser que l'unique menace soit que le fil de la canne à pêche atteigne la ligne électrique. Pourtant, il existe un autre danger : il…
mar 5 Mar 2013
Physicien anglais du XIXe siècle, Joule réalise des travaux portant sur le dégagement de la chaleur du courant électrique. La loi de Joule (ou effet Joule) crée une relation entre l’intensité du courant, la résistance et l’énergie produite. Né en 1818…
mar 13 Oct 2015
Une étude publiée lundi 12 octobre par un groupe de chercheurs européens (Français, Anglais, Allemands et Italiens) dans la revue Nature Climate Change, remet en cause la clarté des rapports et documents émis par le Groupe d'Experts Intergouvernemental sur l’Évolution…
mar 29 Oct 2013
Dans le cadre du débat national sur la transition énergétique, l'Union Française de l’Électricité (UFE) a indiqué que la France devait "garder toute les options ouvertes" pour atteindre ses objectifs en matière d'efficacité énergétique. Ainsi, s'il apparait comme difficile de…

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Ce site utilise Akismet pour réduire les indésirables. En savoir plus sur comment les données de vos commentaires sont utilisées.