Petits trous et éclairs : extraire l’électricité de l’air est désormais possible

Une équipe d’ingénieurs de l’Université du Massachusetts, Amherst, a récemment fait une découverte surprenante. Elle a effectivement démontré qu’il était possible de transformer presque n’importe quel matériau en un appareil qui capte en continu l’électricité de l’humidité de l’air. Comme l’indiquent les chercheurs dans leur étude publiée le 5 mai dans la revue Advanced Materials, le secret réside dans la capacité à doter le matériau de nanopores d’un diamètre inférieur à 100 nanomètres.

Selon le site New Atlas, tout a commencé en 2020, lorsque Jun Yao, auteur principal de l’étude et professeur adjoint de génie électrique et informatique à l’UMass Amherst, et ses collègues ont fait pousser des nanofils à partir d’une bactérie connue. sous le nom de Geobacter sulfurreducens.

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l’électricité dans l’air

À l’aide de ces fils, ils ont ensuite pu extraire l’électricité de l’air en récoltant même de petites quantités d’humidité. Trois ans plus tard, le scientifique et son équipe ont découvert que le type de nanofil choisi dans le processus n’avait pas d’importance : ce qui compte vraiment, c’est la taille des pores du matériau. « Les trous doivent être inférieurs à 100 nanomètres, soit moins d’un millième de la largeur d’un cheveu humain »dit Jun Yao.

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La taille de ces trous dépend d’un paramètre appelé « libre parcours moyen ». C’est la distance parcourue par une molécule d’une substance donnée, en l’occurrence l’eau dans l’air, avant qu’elle ne rencontre une autre molécule de la même substance. Pour l’eau, comme celle qui forme l’humidité dans l’air, cette distance moyenne est de 100 nanomètres.

mini-foudre

Les ingénieurs ont alors compris qu’ils pouvaient concevoir une sorte de « collecteur d’électricité » à partir de cette figure. Il serait constitué de deux couches de nanofilm. La couche supérieure, remplie de nanopores de moins de 100 nanomètres laissant passer les molécules d’eau, et la couche inférieure. Parce que les trous sont minuscules, les molécules d’eau se heurteraient facilement lorsqu’elles traverseraient la couche supérieure.

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Cela signifie qu’elle serait bombardée par beaucoup plus de molécules d’eau portant une charge électrique naturelle que la couche inférieure, ce qui créerait un déséquilibre de charge. C’est ce phénomène qui pourrait alors créer un courant électrique, semblable à la façon dont la foudre se forme dans les nuages. Cela créerait une batterie qui fonctionnerait tant qu’il y aurait de l’humidité dans l’air.

« L’idée est simple, mais elle n’a jamais été découverte auparavant », a assuré Jun Yao. Il ouvre toutes sortes de possibilités. « On pourrait imaginer des moissonneuses fabriquées à partir d’un type de matériau pour les forêts tropicales et d’un autre type pour les régions plus arides »il a cité en exemple.

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