Les chercheurs de Hong Kong et de Guangzhou, en Chine, ont développé un générateur innovant qui convertit efficacement l’énergie de l’évaporation de l’eau en électricité pour alimenter de petits appareils électroniques. S’inspirant du célèbre jouet « l’oiseau buveur », ce dispositif ouvre la voie à de nouveaux concepts dans le domaine des énergies renouvelables.
Un générateur haute tension inspiré d’un jouet scientifique
Le générateur hydrovoltaïque triboélectrique de l’oiseau buveur, développé par une équipe de chercheurs sino-hongkongais, produit des tensions de sortie dépassant les 100 volts, un niveau bien supérieur aux autres techniques de production d’électricité à partir de l’eau.
Selon une étude publiée le 14 mars dans la revue Device, ce dispositif peut fonctionner pendant plusieurs jours en utilisant seulement 100 millilitres d’eau comme carburant.
« Le générateur hydrovoltaïque triboélectrique de l’oiseau buveur offre un moyen unique d’alimenter de petits appareils électroniques dans des conditions ambiantes, en utilisant l’eau comme source de carburant facilement disponible », explique Hao Wu, professeur à l’Université de technologie du Sud de la Chine et premier auteur de l’étude. « Je suis toujours surpris et enthousiasmé lorsque je constate les résultats réels. »
Du jouet scientifique au générateur d’énergie
Le jouet de l’oiseau buveur, également appelé «oiseau plongeur», est un classique des salles de classe de sciences depuis des décennies. Lorsque la tête de l’oiseau est plongée dans un verre d’eau, l’évaporation de l’eau crée une différence de pression qui fait monter le liquide dans le tube jusqu’à remplir la tête, faisant ainsi basculer l’oiseau vers l’avant pour « boire » avant que le processus ne recommence.
C’est en se remémorant ce jouet que Hao Wu, alors post-doctorante dans le groupe du professeur Zuankai Wang à l’Université polytechnique de Hong Kong, a eu l’idée de l’utiliser comme source d’inspiration pour créer un générateur d’énergie par évaporation à plus haute tension.
« J’ai commencé à réfléchir à la possibilité de convertir d’abord l’énergie d’évaporation en énergie mécanique, puis de la transformer en électricité », explique-t-elle. « C’est alors que l’idée d’utiliser le jouet de l’oiseau buveur m’est venue à l’esprit. »
Un prototype prometteur pour de futures applications
Pour construire le générateur, les chercheurs ont placé deux modules de nanogénérateur triboélectrique, qui collectent l’énergie mécanique, de part et d’autre d’un moteur d’oiseau buveur qu’ils ont reconstruit à partir d’un jouet commercial. L’équipe a testé le prototype avec divers petits appareils électroniques, l’utilisant pour alimenter 20 écrans à cristaux liquides (LCD), des capteurs de température et des calculatrices.
Surmonter les frottements qui ralentissaient le générateur a été un défi majeur dans cette étude. Les chercheurs ont fixé des fibres à motifs comme matériaux de transfert de charge dans les modules de nanogénérateur triboélectrique, une stratégie qui a permis de réduire les frottements et au dispositif de fonctionner plus efficacement.
Dans la prochaine phase de leurs recherches, l’équipe prévoit de concevoir un nouvel oiseau buveur au lieu d’utiliser un jouet disponible dans le commerce, dans le but de convertir plus efficacement l’évaporation de l’eau en énergie électrique.
« De plus, nous explorerons diverses opportunités d’application pour ce dispositif dans le but ultime de proposer un produit pratique utilisable dans notre vie quotidienne », conclut Zuankai Wang, auteur correspondant de cette étude et professeur titulaire à l’Université polytechnique de Hong Kong.
Légende illustration : Oiseau buveur – Crédit : Device/Wu Zheng Qin et al.
Article : « Drinking Bird-enabled Triboelectric Hydrovoltaic Generator » – DOI: 10.1016/j.device.2024.100318
