Einstein l’a rendu célèbre ; La technologie le rend actuel

Il existe de nombreuses façons de convertir le mouvement des liquides en électricité, par exemple sous la forme de hydroélectricité ou énergie marémotrice. Mais il existe un autre type de mouvement disponible dans les liquides qui a rarement été pris en compte à cette fin : le mouvement thermique moléculaire ou mouvement brownien. (Albert Einstein a développé la théorie fondamentale du mouvement brownien, la base de son doctorat. thèseà l’Université de Zurich en 1905.)

Le mouvement moléculaire est traditionnellement un obstacle en ingénierie à l’échelle nanométrique, mais les développements récents en nanotechnologie ont également permis aux scientifiques de utiliser ce phénomène à leur avantage. Dans une étude récente menée en Chine, des scientifiques affirment que le mouvement moléculaire interne des liquides pourrait être une source d’énergie si seulement il existait un moyen de la récolter. Pour le démontrer, ils ont construit un prototype de récolteur de mouvements thermiques moléculaires (MTMH).

La recherche révèle le potentiel de produire de petits courants à partir du mouvement moléculaire.

Leur papierpublié dans la revue Matériaux APL plus tôt ce mois-ci, révèle le potentiel de production de petits courants à partir du mouvement moléculaire.

Les atomes et les molécules d’un gaz ou d’un liquide sont en mouvement continu et aléatoire à des températures supérieures au zéro absolu (0 kelvin, soit -273 °C ou -459 °F). Les poussées et bousculades qui en résultent maintiennent ce mouvement interne, ce qui entraîne une énergie cinétique inexploitée.

Pour utiliser le mouvement brownien comme source d’énergie, les chercheurs ont dû concevoir un dispositif capable de capturer et de convertir le mouvement en électricité. Pour fabriquer leur récolteur, ils ont utilisé des réseaux de nanofils constitués d’oxyde de zinc (ZnO) et de ZnO recouvert d’or comme électrodes. ZnO est un matériau piézoélectriquece qui signifie qu’il produit une charge électrique en réponse à une contrainte mécanique, telle que la flexion ou la flexion, due au mouvement brownien du milieu liquide, qui dans ce cas était n-octane, avec une pureté supérieure à 99,99 pour cent. Le nanoréseau de ZnO recouvert d’or a été utilisé comme électrode négative, celui de ZnO ordinaire comme positif, et l’ensemble du dispositif (d’une taille de 2 centimètres sur 2) a été scellé avec de l’époxy.

Le prototype a produit une tension de sortie stable de 2,28 millivolts et un courant de 2,47 nanoampères à température ambiante, bien que ce dernier chiffre augmente à mesure que la température augmente. Yucheng Luan, fondateur de East Eight Energy, basé à Shanghai et chercheur principal de la présente étude, affirme que même si la production d’énergie était très faible, cette expérience était une démonstration que cela est possible.

Les chercheurs ont choisi leurs matériaux pour la démonstration en se basant sur le fait que les nano-réseaux d’oxyde de zinc peuvent être synthétisés relativement facilement et que leur morphologie peut être contrôlée, explique-t-il. L’utilisation d’octane pur de qualité électronique a été dictée par la nécessité de ne pas avoir d’ions en mouvement libre qui pourraient laisser échapper des électrons des nano-réseaux. Mais il existe plusieurs façons d’augmenter la densité de puissance.

“Tout d’abord, nous pouvons utiliser différents matériaux”, explique le co-auteur Wei Liprofesseur à Université de Nankai, en Chine. « De plus, nous allons utiliser différents [designs], comme une structure en tandem, différentes méthodes de fabrication, et nous pouvons également modifier les liquides que nous utilisons. En fait, depuis la publication de l’article, il ajoute que les chercheurs ont déjà obtenu de meilleurs résultats avec d’autres matériaux.

Avec l’abondance de liquides et de gaz disponibles, Luan voit un potentiel inexploité pour son dispositif MTMH. Sans s’appuyer sur aucune notion de mouvement perpétuel, de petites fluctuations de l’énergie thermique ambiante pourraient être exploitées, suggèrent les chercheurs, via le mouvement brownien d’un matériau, présent dans un liquide parfaitement immobile, tant que la température est supérieure au zéro absolu.

Luan se dit optimiste quant au fait que dans un avenir proche, le MTMH pourrait voir des applications dans différents types de dispositifs microwatts et milliwatts, soit indépendamment, soit avec un condensateur. “Nous [also] Je pense que la moissonneuse est capable de faire fonctionner des appareils de l’ordre du watt ou du kilowatt », dit-il.