Trouvé une nouvelle façon de tirer de l'énergie de la marche

Des scientifiques de l'Université du Wisconsin à Madison ont trouvé un moyen simple et peu coûteux de convertir la marche en électricité utilisable. Xudong Wang et ses collègues ont inventé du matériel qui génère de l'électricité lorsque les gens marchent dessus.

La nouvelle méthode trouve une bonne utilisation pour un produit semi-fini fibreux comme la pâte de bois . Le bois effiloché, déjà présent dans le revêtement de sol, est partiellement fabriqué à partir de nanofibres de cellulose. Ce sont de minuscules fibres qui, après un certain traitement chimique, peuvent former une charge électrique lorsqu'elles entrent en contact avec des fibres non traitées. Xudong Wang, professeur agrégé de matériaux et d'ingénierie à l'Université du Wisconsin Madison, et son étudiant diplômé Chunhua Yao ont publié leurs travaux à Nano Energy le 24 septembre.

Lorsque les nanofibres sont intégrées dans le sol, elles peuvent générer de l'électricité qui allume les lumières et charge les batteries. Parce que les pâtes de bois sont des déchets bon marché, répandus et renouvelables provenant de nombreuses industries, les nouvelles technologies peuvent être aussi abordables que les revêtements de sol conventionnels.

Pour ce faire, les chercheurs ont extrait les nanofibres de cellulose de la pâte de bois et les ont divisées en deux couches, dont l'une a été traitée chimiquement pour la charger positivement. Ensuite, ils ont enveloppé les deux couches de carton et les ont pressées pour obtenir une planche rigide.

Sous la pression du pied, deux couches de cellulose entrent en contact et échangent des électrons. Lorsque la jambe se lève, les électrons reviennent, mais traversent un circuit externe, générant de l'énergie. Une étape sur une telle surface génère de 10 à 30 volts et est capable d'allumer 35 LED vertes.

Il existe d'autres matériaux similaires pour la génération d'énergie "à degrés" - la céramique et les métaux. Mais ils sont soit coûteux, soit impropres à la réutilisation, soit peu pratiques pour une utilisation à grande échelle.

Depuis de nombreuses années, le Wang Research Center a testé divers matériaux pour maximiser les vertus d'une technologie appelée triboélectrique.nanogénérateur (TENG). C'est à cause de l'effet triboélectrique que de l'électricité statique est générée sur les vêtements. Les nanofibres de cellulose traitées chimiquement sont une alternative simple, peu coûteuse et efficace à l'utilisation de cette source d'énergie mécanique répandue.

Le scientifique estime que la technologie TENG peut être facilement intégrée dans tous les types de revêtements de sol dès qu'elle est prête à la vente. L'équipe de Wang prévoit maintenant de construire et de tester un prototype sur le campus de l'Université du Wisconsin à Madison dans des endroits avec un grand flux de personnes. À terme, ils vont proposer l'utilisation de planches «vertes» dans les gares et les centres commerciaux, où ils pourraient alimenter lumières et capteurs.

Le résultat de l'équipe de l'Université du Wisconsin à Madison est le dernier progrès dans l'étude de l'énergie verte et renouvelable appelée «récolte d'énergie routière». Dans certaines situations, il pourrait rivaliser avec l'énergie solaire, car elle ne dépend pas du temps clair. Les chercheurs qui recherchent des méthodes en bordure de route pour collecter et convertir l'énergie secondaire voient la terre comme une source d'énergie riche et renouvelable, malgré des réserves limitées de combustibles fossiles.

«Les scientifiques ont travaillé dur pour collecter l'énergie des activités humaines. Une façon est de construire quelque chose pour y mettre des gens. Une autre façon est de construire quelque chose auquel les gens ont constamment accès. La Terre est l'endroit le plus approprié », explique le scientifique.

Si vous utilisez cette technologie dans des endroits très fréquentés, par exemple dans les stades ou les centres commerciaux, nous obtiendrons une quantité importante d'énergie. Chaque pièce fonctionnelle à l'intérieur d'un tel revêtement est constituée de deux matériaux de charges différentes, dont des nanofibres de cellulose d'une épaisseur d'un millimètre voire plus fine. Le sol peut être composé de plusieurs couches afin d'obtenir plus d'énergie.

«Le premier test dans notre laboratoire a montré que la technologie fonctionne sur des millions de cycles sans aucun problème», explique Wang. "Nous n'avons pas converti ces chiffres en durée de vie du revêtement de sol, mais je pense qu'avec une conception appropriée, TENG y survivra facilement (revêtement de sol)."

Malgré tous les avantages évidents de la technologie verte, certains scientifiques étaient sceptiques quant au développement de Wang. Alistair Sproul de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud à Sydney estime que par rapport à d'autres sources d'énergie renouvelable, le nouveau matériau produit une très petite quantité de production. «Si vous voulez alimenter la société et rendre les choses efficaces, optez pour l'énergie solaire ou éolienne», dit-il.

Wang pense que l'énergie des marches peut compléter l'énergie solaire. «Le concept est de produire de l'électricité à partir d'énergie qui aurait pu être gaspillée. Il fonctionne à l'intérieur des bâtiments ou sous terre, où les rayons du soleil ne pénètrent pas ou ils sont trop peu nombreux », note-t-il.

Maintenant, l'équipe dirigée par Wang va essayer de prouver que les nouvelles planches sont durables et rentables. Le coût de production des panneaux "énergie" n'est pratiquement pas différent de ceux ordinaires. Cependant, des coûts supplémentaires sont nécessaires pour remplacer le revêtement existant et en installer un nouveau.

«Notre technologie ne peut pas remplacer la collecte d'énergie solaire. Mais nous pensons que son utilisation en tant que supplément sera la plus rentable par rapport à d'autres technologies qui tirent leur énergie des étapes. »

Source: https://habr.com/ru/post/fr398721/