La pluie pourrait bientôt devenir une source sérieuse d’énergie renouvelable

Des chercheurs américains ont développé une technologie ultra-efficace capable de générer de l’électricité à partir d’une quantité infime d’eau. Une approche qui pourrait faciliter la transition vers les énergies renouvelables à l’échelle mondiale.

Éclairer 100 LED avec une seule gouttelette d’eau

Si produire de l’électricité à partir de l’eau n’a rien de nouveau, cette technologie innovante présentée dans la revue Nature dispose d’un rendement jamais vu. En recouvrant son générateur d’un matériau possédant une charge électrique quasi permanente, l’équipe a constaté que celui-ci était capable de collecter et de stocker la charge électrique des gouttelettes d’eau jusqu’à ce qu’il atteigne sa capacité maximale. À partir d’une seule goutte d’eau, le dispositif est capable de générer suffisamment d’énergie pour alimenter 100 diodes LED, tandis que quatre gouttelettes suffisent à en alimenter près de 1 500 (voir vidéo intégrée au tweet en fin d’article).

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« L’intérêt de cette technologie réside dans la puissance électrique beaucoup plus élevée étant générée chaque fois qu’une gouttelette de pluie tombe et entre en contact avec le dispositif », déclare Xiao Cheng Zeng, co-auteur de l’étude et professeur de chimie à l’université du Nebraska à Lincoln. Bien que des expériences basées sur la même interaction aient été menées par le passé, les chercheurs américains estiment que le rendement de leur générateur se révèle des milliers de fois supérieur à celui offert par les approches précédentes, qui ne tiraient pas profit de ce revêtement particulier.

Un procédé innovant

Les scientifiques ont constaté que le générateur connaissait un pic de production électrique, non pas lorsque les gouttelettes touchaient initialement le revêtement, mais bien lorsque celles-ci commençaient à se répandre à la surface du dispositif. Il s’est en effet avéré que chaque goutte d’eau agissait comme une résistance en reliant une électrode en aluminium à une partie de la surface auparavant déconnectée et le revêtement comme un condensateur, créant ainsi un circuit fermé.

Une connexion qui permettait au revêtement d’emmagasiner la charge des gouttelettes tombant continuellement, puis de la libérer à la puissance électrique maximale lorsqu’elles se répandaient et reliaient les deux extrémités du circuit. Si l’étude se concentrait sur l’interaction entre des gouttelettes d’eau tombant d’une hauteur réduite (quelques centimètres) et le générateur, ses auteurs estiment que leur procédé est « suffisamment générique » pour pouvoir être utilisé « dans d’autres scénarios ». Il serait ainsi envisageable de récolter de l’électricité à partir d’un flux d’eau beaucoup plus important.

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Selon Wang, cette technologie doit encore surmonter quelques obstacles (notamment la corrosion des électrodes) avant de pouvoir être produite et utilisée à grande échelle, mais le chercheur pense que celle-ci devrait être opérationnelle d’ici cinq ans.

A Nature paper shows a droplet-based electricity generator, featured with a field-effect transistor-like structure that allows for high energy-conversion efficiency and instantaneous power density increased by thousands times. https://t.co/Y9B5N6Ok1Y pic.twitter.com/uQH5kx9PG2

— Nature Portfolio (@NaturePortfolio) February 7, 2020