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Zhong Lin Wang montre un nanogénérateur de courant électrique constitué de nanofibres d'oxyde de zinc. © Georgia Tech / Gary Meek
Zhong LinLin Wang poursuit sa quête de l'extraction d'énergieénergie de notre environnement immédiat. Puisque les appareils électroniques sont de moins en moins gourmands en électricité, il sera un jour possible de les alimenter avec des sources d'énergies inexploitées, faibles mais omniprésentes : le bruit, les vibrationsvibrations des vitresvitres sous le vacarme de la rue, la lumièrelumière...
Au Georgia Institute of Technology, à Atlanta (Géorgie, Etats-Unis), le laboratoire de Zhong Lin Wang travaille depuis des années sur les nanofibres (ou nanofilaments) d'oxyde de zinczinc. Ce matériaumatériau présente des propriétés piézoélectriquespiézoélectriques. Il produit donc un courant électriquecourant électrique quand on le déforme (et réciproquement).
En 2007, cette équipe avait démontré la faisabilité technique de ce concept et parvenait à produire du courant électrique avec des nanofibres soumises à des ultrasons (qui faisaient office de bruit ambiant). En 2008, Wang et son groupe mettaient au point le principe d'un vêtement dont les fibres de Kevlar porteraient ces nanofibres et qui serait capable de générer du courant par les seuls mouvementsmouvements de la personne qui le porteporte. Enfin, en 2009, des petites baguettes souples installées sur les doigts produisaient de l'électricité en remuant, par exemple en tapant sur les touches d'un clavier, tandis qu'un hamster, courant dans sa cage tournante, devenait un générateurgénérateur électrique.
Les éléments du capteur hybride. En haut, un capteur solaire et en bas un nanogénérateur. Les deux comportent des nanofibres d'oxyde de zinc et seront installés sur le même support de silicium.
© Xudong Wang
Un prototype qui pourrait intéresser l'armée de l'air
Aujourd'hui, l'équipe récidiverécidive, en collaboration avec Xudong Wang, de l'université Wisconsin-Madison et Peidong Yang (université de Californie, Berkeley). Cette fois, le prototype est un capteur solaire piézoélectrique, capable de récupérer à la fois l'énergie du bruit ambiant et de la lumière.
Le capteur solaire est constitué d'un mince couche photosensible dans laquelle sont incluses des nanofibres d'oxyde de zinc, ce qui, expliquent les auteurs, revient à augmenter la surface utile de captage de la lumière. La couche inférieure comporte le nanogénérateur à fibres d'oxyde de zinc. Sous l'effet de vibrations sonores, les unes viennent frotter sur les autres, générant une différence de potentiel. Le capteur et le générateur sont fixés sur le même substratsubstrat de siliciumsilicium qui joue le rôle d'anodeanode pour premier et de cathodecathode pour le second.
Le prototype génère jusqu'à 0,6 voltvolt grâce au capteur solaire et 10 millivolts avec le nanogénérateur. C'est bien peu mais le dispositif n'est qu'expérimental et sa puissance pourrait être augmentée en multipliant le nombre d'éléments. Wang compte proposer cette innovation à l'US AirAir Force qui, explique-t-il, a lancé un appel d'offres pour des systèmes capables de récupérer de l'énergie de multiples sources.
