Un générateur thermoélectrique alimenté par la chaleur ambiante

Des scientifiques japonais ont mis au point un nouveau dispositif thermoélectrique organique innovant, se distinguant des générateurs classiques par sa capacité à produire de l’électricité sans différence de chaleur.

Une conception innovante

L’énergie thermique se déplace naturellement des zones chaudes vers les zones froides. Dans les dispositifs thermoélectriques traditionnels, les électrons migrent de la surface la plus chaude vers la plus froide, ce qui produit un courant électrique. Généralement, plus la différence de température (ou gradient thermique) est importante, plus le dispositif est efficace.

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Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Nature Communications, des chercheurs de l’université de Kyushu ont mis au point une technologie « à température ambiante », en exploitant les propriétés uniques de composés organiques facilitant le transfert d’électrons.

L’équipe s’est tournée vers une structure en escalier (composée de minuscules couches de phtalocyanine de cuivre, de fullerène et de bathocuproine) et un phénomène connu sous le nom de « séparation de charge ». Essentiellement, la chaleur ambiante provoque la séparation des électrons négatifs et des « trous » d’électrons positifs, qui se déplacent dans des directions différentes, générant ainsi un courant.

Une série d’expériences a montré que le minuscule prototype mis au point affichait une tension en circuit ouvert de 384 millivolts, une densité de courant de court-circuit de 1,1 μA/cm² et une puissance maximale de 94 nW/cm².

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De vastes implications

Selon l’équipe, le principe sur lequel repose le dispositif et sa conception simple, n’impliquant pas de matériaux dangereux ou d’unité de refroidissement, impliquent qu’il pourrait être un jour intégré aux installations industrielles, aux bâtiments, aux appareils électroniques et même aux vêtements.

« Augmenter la surface du dispositif nous permettra probablement d’atteindre une densité de courant plus élevée », estime Chihaya Adachi, auteur principal de la nouvelle étude.