Une invention fabriquée à partir de déchets de polystyrène qui génère de l’électricité statique à partir du mouvement et du vent pourrait réduire la consommation d’énergie en recyclant l’énergie perdue dans les climatiseurs et d’autres applications.
Plus de 25 millions de tonnes de matériaux d’emballage en polystyrène à usage unique sont fabriqués chaque année dans le monde, mais seule une infime partie est recyclée – la plus grande partie est mise en décharge une fois qu’elle a rempli sa fonction.
L’innovation de l’université RMIT, en collaboration avec l’université technique de Riga, en Lettonie, contribue à résoudre ce problème de déchets en trouvant une utilisation pratique à ce matériau. Elle a déposé une demande de brevet provisoire pour cette invention et recherche à présent des partenaires industriels pour investir dans le développement de technologies commerciales.
Le Dr Peter Sherrell, chercheur principal au RMIT, a déclaré que le patch fin innovant, composé de plusieurs couches de polystyrène dont chacune a environ un dixième de l’épaisseur d’un cheveu humain, produisait de l’électricité statique.
« Nous pouvons produire cette électricité statique simplement en soufflant de l’air sur la surface de nos patchs intelligents, puis récolter cette énergie », a indiqué M. Sherrell, de l’École des sciences. « Il est possible de recueillir l’énergie des gaz d’échappement turbulents des climatiseurs, ce qui pourrait réduire la demande d’énergie de 5 % et, en fin de compte, diminuer l’empreinte carbone du système. »
La tension maximale que les appareils ont pu produire lors des expériences était d’environ 230 volts, soit une tension comparable à celle du réseau électrique domestique, mais à une puissance beaucoup plus faible.
« Les chiffres les plus importants proviennent d’une compression et d’une séparation, c’est-à-dire de vitesses plus rapides et de mouvements plus importants, tandis que des mouvements plus petits génèrent moins d’énergie », a déclaré M. Sherrell. « Cela signifie qu’en plus des climatiseurs, l’intégration de nos patchs dans des zones très fréquentées telles que les passages souterrains pourrait compléter l’approvisionnement local en énergie sans créer de demande supplémentaire sur le réseau. »
Des couches supplémentaires de polystyrène permettraient de récupérer davantage d’énergie, selon M. Sherrell.
« Ce qui est formidable ici, c’est que la même raison pour laquelle il faut 500 ans au polystyrène pour se décomposer dans les décharges rend ces dispositifs vraiment stables – et capables de continuer à produire de l’électricité pendant longtemps. »
Le phénomène de l’électricité statique est observé depuis des milliers d’années et est bien compris à l’échelle macroscopique, mais il restait un mystère à l’échelle nanométrique – jusqu’à présent.
« Nous avons découvert comment faire en sorte que les parties internes du polystyrène reformé se frottent l’une contre l’autre de manière contrôlée, en faisant en sorte que toutes les charges tirent dans la même direction pour produire de l’électricité », a ajouté M. Sherrell. « Au cours des dernières années, nous avons mieux compris ce qui se passait. Les plastiques sont comme des millions de petits fils et lorsque vous mettez deux films plastiques ensemble, ces fils se nouent. Lorsque ces nœuds se brisent, il y a un peu de charge sur chaque partie de la liaison rompue. »
L’équipe a étudié l’utilisation d’autres plastiques à usage unique pour créer des patchs générateurs d’énergie.
« Nous avons étudié quel plastique génère le plus d’énergie et comment, en le structurant différemment – en le rendant rugueux ou lisse, en le rendant très fin ou très gras -, on modifie tout ce phénomène de charge », explique encore M. Sherrell. « Le point culminant de tout notre apprentissage a été la mise au point de ces petits patchs simples qui peuvent créer une quantité d’énergie assez importante. L’impact de cette recherche repose maintenant sur le développement de dispositifs pour une série d’applications commerciales avec des partenaires industriels. »
Légende illustration : Une invention fabriquée à partir de déchets de polystyrène qui génère de l’électricité statique à partir du mouvement et du vent pourrait réduire la consommation d’énergie en recyclant l’énergie perdue dans les climatiseurs et d’autres applications. Crédit : Seamus Daniel, RMIT
Article : « Recycled polystyrene waste to triboelectric nanogenerators: Volumetric electromechanically responsive laminates from same-material contact electrification » publié dans Advanced Energy and Sustainability Research. DOI: 10.1002/aesr.202300259
Source : RMIT – Traduction Enerzine.com
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