Air-gen transforme l’air que nous respirons en électricité

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Vue d'artiste d'un appareil Air-gen. | Derek Lovley/Ella Maru Studio
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La recherche constante de solutions énergétiques durables, dans un contexte de crise climatique inédite, est un enjeu mondial. Une équipe d’ingénieurs américains a développé Air-gen, une technologie innovante capable de générer de l’électricité à partir de l’humidité de l’air. Cette avancée pourrait bien révolutionner notre façon de produire et de consommer de l’énergie, en offrant une source d’énergie propre, renouvelable et omniprésente.

Face à la crise climatique, la situation énergétique est critique. La dépendance aux combustibles fossiles, source majeure d’émissions de gaz à effet de serre, exige une transition urgente vers des sources d’énergie renouvelable et propre pour atténuer le réchauffement climatique et protéger l’environnement.

Une récente avancée scientifique remarquable pourrait jouer un rôle clé dans la transition vers une économie à faibles émissions de carbone, tout en offrant une solution énergétique durable et écologique. Des ingénieurs de l’Université du Massachusetts à Amherst ont démontré qu’il est possible de générer de l’électricité à partir de l’humidité de l’air, ouvrant la voie à une nouvelle source d’énergie propre et renouvelable. Leurs travaux sont publiés dans la revue Advanced Materials.

Des nanopores révolutionnaires

La clé de la découverte réside dans l’utilisation de nanopores, des trous minuscules de moins de 100 nanomètres de diamètre, qui peuvent être créés dans presque n’importe quel matériau. Ces nanopores permettent de capter l’électricité générée par les microscopiques gouttelettes d’eau présentes dans l’air. Les chercheurs ont baptisé cette découverte « l’effet Air-gen ».

Il faut savoir que l’air que nous respirons contient une grande quantité d’électricité dans son ensemble. En effet, l’électricité dans les gouttelettes d’eau est liée à la présence d’ions — atomes ou molécules portant une charge électrique. Lorsque l’eau se condense pour former des gouttelettes, ces ions peuvent être incorporés dans les gouttelettes, leur donnant une charge électrique.

Sous certaines conditions, un nuage composé de plusieurs gouttelettes d’eau peut produire un éclair. Cependant, jusqu’à présent, aucune technologie ne permettait de capter de manière fiable l’électricité produite par la foudre.

Dans le cas de l’effet Air-gen, les chercheurs ont découvert que les molécules d’eau en suspension dans l’air peuvent transférer leur charge à un matériau lorsqu’elles entrent en collision avec ce dernier. En créant des nanopores dans le matériau, ils ont pu augmenter le nombre de collisions et donc la quantité d’électricité générée.

Concrètement, les nanopores sont conçus pour permettre aux molécules d’eau de l’air de passer du haut vers le bas du matériau. Cependant, en raison de la petite taille de ces derniers, les molécules d’eau entrent en collision avec les parois lors de leur passage, transférant ainsi leur charge au matériau. Cela crée un déséquilibre de charge entre les deux côtés du matériau, générant de facto l’électricité.

Il est important de noter que ce processus ne génère pas d’électricité à partir de rien. Il s’agit plutôt de convertir l’énergie thermique de l’air (qui met en mouvement les molécules d’eau) en électricité. C’est un exemple de conversion d’énergie, un principe fondamental de la physique.

Un avenir électrique propre

Le principal objectif de l’Air-gen est de réduire notre dépendance aux combustibles fossiles, qui sont une source majeure d’émissions de gaz à effet de serre, en générant de l’électricité avec presque rien. Un autre avantage est qu’il peut être adapté à différents environnements, allant des forêts tropicales aux régions les plus arides, selon les matériaux utilisés. Comme l’humidité est omniprésente et considérée comme une ressource inépuisable, ces dispositifs pourraient fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, indépendamment des conditions météorologiques (sécheresses, canicules) ou de l’heure de la journée.

Ils permettaient également une production d’énergie plus décentralisée et autonome, où chaque maison ou bâtiment pourrait générer sa propre électricité à partir de l’humidité de l’air. Jun Yao, professeur adjoint de génie électrique et informatique et co-auteur de l’étude, déclare dans un communiqué : « Imaginez un futur dans lequel l’électricité propre est disponible partout où vous allez. L’effet générique Air-gen signifie que ce monde futur peut devenir une réalité ».

Sans compter que l’Air-gen n’élimine pas l’eau de l’environnement, mais utilise simplement l’énergie des molécules d’eau en mouvement. Une fois que l’énergie a été extraite, les molécules d’eau restent dans l’air. Cependant, il est important de noter que cette technologie en est encore à ses débuts. Les premiers tests ont montré que le dispositif peut produire une tension de 260 millivolts dans un environnement ambiant, alors qu’un téléphone portable nécessite une tension d’environ 5 volts. Néanmoins, les chercheurs sont optimistes quant à la possibilité d’augmenter la production d’électricité en empilant plusieurs couches de ces films minces.

Air-gen représente donc une avancée majeure dans le domaine de l’énergie propre. En exploitant l’humidité omniprésente de l’air, nous pourrions être en mesure de produire de l’électricité de manière durable et respectueuse de l’environnement, contribuant ainsi à la lutte contre le changement climatique et à la préservation de la planète pour les générations futures.

Source : Advanced Materials

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