Monde de la physique : l’électricité issue du mouvement moléculaire

L’électricité peut être produite à partir de diverses sources, telles que la lumière du soleil, la chaleur ou le mouvement de l’air ou de l’eau. Mais le mouvement des molécules s’y prête également. Pour la première fois, les scientifiques ont pu exploiter cette source d’énergie grâce à un petit générateur. Comme ils le rapportent dans la revue spécialisée « APL Materials », le rendement actuel est extrêmement faible, mais ils voient un grand potentiel dans leur idée, par exemple pour piloter des capteurs ou des diodes électroluminescentes.

Afin de générer du courant électrique à partir du mouvement de molécules dans un liquide, Yucheng Luan de East Eight Energy à Shanghai et ses collègues de l’Université Nankai de Tianjin se sont tournés vers l’oxyde de zinc. Cela forme des cristaux piézoélectriques – cela signifie que le matériau a une tension électrique lorsqu’il bouge ou se déforme. À partir de là, les chercheurs ont fait pousser des poils de 25 nanomètres d’épaisseur et de trois bons micromètres de long, qu’ils ont disposés verticalement les uns à côté des autres sur une surface.

Faible tension – mais peut-être prometteuse

Les chercheurs ont placé leur prototype du nouveau nanogénérateur dans un bain constitué d’octane liquide. À température ambiante, les molécules d’octane se déplaçaient rapidement, heurtant souvent les nanocheveux d’oxyde de zinc et les faisant vaciller. Cette agitation était suffisante pour que la tension piézoélectrique dans les poils d’oxyde de zinc produise un courant électrique. L’équipe a pu le mesurer à l’aide d’électrodes connectées : à 2,28 millivolts et 2,47 nanoampères, la tension et le courant étaient très faibles.

L’équipe est néanmoins satisfaite : elle a enfin pu montrer que le courant électrique peut, en principe, être généré à partir du mouvement de molécules dans un liquide. Le rendement est encore trop faible pour être d’une utilité pratique, mais les chercheurs espèrent pouvoir utiliser des nanogénérateurs optimisés et plus grands pour générer à l’avenir suffisamment d’électricité pour alimenter de petits capteurs ou des appareils couplés plus grands. Pour ce faire, ils envisagent désormais d’expérimenter avec d’autres matériaux piézoélectriques et divers liquides. “Nous pensons que ce nouveau système constituera un moyen indispensable pour les humains de générer de l’énergie électrique dans un avenir proche”, ont déclaré Luan et son équipe.