Ils viennent de reprendre le principe des générateurs thermoélectriques – ou thermocouples, qui produisent de l’énergie à partir de chaleur – pour l’adapter à des petites différences de température. Selon le groupe de travail, un générateur de ce type fournit 200 millivolts (mV), alors que les appareils électroniques consomment plus volontiers un à deux volts.
Pour produire plus d’électricité, il faudrait plusieurs dizaines de degrés de différence entre la température corporelle et celle du milieu. Mais comme la différence moyenne est plutôt de l’ordre de quelques degrés, les chercheurs ont modifié les circuits électriques pour qu’ils soient activés avec seulement 50 mV. A terme, un des chercheurs estime que seul un demi degré de différence thermique suffira à générer un courant suffisant.
De leur côté, des chercheurs américains ont créé une nouvelle pile électrique capable de fonctionner avec du sang ou de la sueur humaine et ressemblant à une simple feuille de papier noir dont les propriétés offrent un important potentiel d’applications. Recourant à la nanotechnologie, ces scientifiques ont produit une structure moléculaire composite formée à 90 % de cellulose et à 10 % de nanotubes de carbone agissant comme des électrodes et permettant de conduire le courant. (Voir article du Devoir).
Cette nouvelle pile est ultra légère, extrêmement fine et totalement souple, expliquent les inventeurs du Rensselaer Polytechnic Institute, le plus ancien institut de technologie aux États-Unis. La pile peut fonctionner dans des températures allant de moins 37,8°C à plus 148,9°C. Cela s’explique par le fait qu’elle utilise comme électrolyte un liquide ionisé, à savoir du sel sans eau. Outre le fait qu’elle peut être imprimée comme du papier, elle peut aussi fonctionner à la fois comme une pile ordinaire au lithium et comme un super-condensateur stockant de l’électricité, des éléments séparés dans la plupart des systèmes électriques.
« Cette pile est avant tout un morceau de papier ordinaire dont la structure moléculaire a été réorganisée très judicieusement », souligne Robert Linhardt, un des auteurs de ces travaux qui paraissent dans les Annales de l’Académie nationale américaine des sciences (PNAS) datées du 13 août. La pile peut être roulée, pliée, tordue ou découpée en plusieurs morceaux sans perdre ses propriétés ou ses capacités techniques. Il est aussi possible d’empiler ces piles les unes sur les autres comme une liasse de papier afin d’en accroître les capacités.
Cette pile est également très écologique puisqu’à l’instar du papier elle est aisément biodégradable et ne contient aucune substance chimique toxique. Elle peut ainsi être utilisée comme source électrique pour des équipements implantés dans le corps humain, comme des pace-makers ou des défibrillateurs. Les chercheurs ont imprimé ces piles comme des feuilles de papier et montré que les copies pouvaient utiliser des électrolytes naturels dans la sueur, l’urine et le sang humain, pour être activées et produire de l’électricité.
Grâce à ces avancées de la recherche dans les domaines des matériaux, de la chimie et des nanotechnologies, dans quelques années, la différence de température entre la surface du corps d’un animal et celle de son milieu (air, eau) dégagera suffisamment d’énergie pour faire fonctionner des appareils électroniques. Il s’agit là d’une avancée majeure dans le domaine de l’autonomie énergétique car notre corps pourra directement alimenter en énergie les vêtements communicants truffés de capteurs et de circuits électroniques que nous porterons d’ici une décennie pour surveiller notre santé mais aussi recevoir et visualiser nos mails ou nos appels visiophoniques directement sur la surface de nos vêtements. Un fois de plus, on voit que c’est bien grâce à une approche transdisciplinaire, associant physique, chimie et électronique que ces innovations de rupture ont pu voir le jour.
[ Photo: Rensselaer Polytechnic Institute ]
[ Archive ] – Cet article a été écrit par René Trégouët
