Des chercheurs de l’Université de Californie à Los Angeles (UCLA), ont mis au point un nanogénérateur capable de produire de l’électricité grâce aux chutes de neige. Miniature, fin et peu coûteux, le dispositif s’avère également aussi flexible qu’une simple feuille de plastique.
Ce générateur utilise de manière remarquable l'effet triboélectrique, lié à l'échange d'énergie au cours d'un frottement entre deux matériaux. Il s'agit d'une forme d’électrification par contact qui s’apparente à la célèbre « électricité statique ». « Cette énergie résulte de l’interaction entre un matériau qui capture des électrons et un autre qui en cède. On sépare les charges et l’on crée ainsi de l’électricité, au fond, à partir de rien », explique dans un communiqué Richard Kaner, chercheur spécialiste des matériaux innovants à UCLA.
Un principe que le scientifique et ses collègues ont ainsi eu l’idée d’explorer avec une matière naturelle et saisonnièrement abondante sous certaines latitudes : la neige. « La neige est déjà chargée positivement, nous nous sommes donc demandés pourquoi on n’amènerait pas un autre matériau de charge opposée afin d’extraire cette charge et produire de l’électricité », retrace le co-auteur des travaux Maher El-Kady, biochimiste à UCLA.
Restait toutefois à trouver le matériau adéquat. « Après avoir testé un grand nombre de matériaux parmi lesquels le papier d’aluminium et le Téflon, nous avons découvert que le silicone produisait plus de charges que n’importe quel autre matériau », révèle Maher El-Kady.
Une découverte clé qui a permis de conférer au générateur des performances optimales, comme le souligne le chercheur : « Même si la neige aime céder des électrons, les performances du dispositif dépendent de l’efficacité avec laquelle l’autre matériau peut extraire ces électrons ».
Finalement, c’est grâce à l’impression 3D que les chercheurs ont pu donner naissance à un dispositif fonctionnel, composé d’une couche de silicone et d’une électrode permettant de récupérer les charges. Baptisé « snow TENG », pour snow-based triboelectric nanogenerator, le dispositif augure de multiples applications.
Première d’entre elles, celle de l’amélioration des panneaux solaires. Improductifs lorsqu’ils sont couverts de neige, ils pourraient retrouver une partie de leurs capacités grâce à l’intégration dans leur structure du dispositif triboélectrique activé par la neige. Autre possibilité : utiliser le nanogénérateur en tant que capteur.
Un rôle qu’il pourrait notamment revêtir dans le domaine du suivi des performances sportives, en permettant de capter les mouvements des athlètes dans des disciplines telles que le ski, le surf ou encore l’alpinisme. Enfin, c’est aussi sur la neige elle-même que le dispositif pourrait apporter des informations, comme l’entrevoit Richard Kaner : « C’est un appareil très intelligent : une station météo qui peut nous indiquer la quantité de neige tombée, sa direction ainsi que celle du vent, et sa vitesse ». Le tout en s’affranchissant des limites imposées par les piles et les batteries, le nanogénérateur « fournissant sa propre énergie », comme le souligne finalement le chercheur.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
