Recharger votre téléphone avec la nanotechnologie

Une équipe de scientifiques en Irlande et au Royaume-Uni essaie de résoudre ce problème en explorant des moyens de capturer l'énergie cinétique générée par les vêtements à l'aide de la nanotechnologie.

Les nanomatériaux sont si petits qu’ils ne peuvent généralement pas être vus à l’œil nu. Cette technologie de niveau microscopique a des avantages tangibles pour la croissance économique et l’emploi dans de nombreux pays. La nanotechnologie est l’étude des matériaux à une échelle minuscule, mesurant généralement pas plus de 100 nanomètres. Pour mettre les choses en perspective, un nanomètre est un milliardième de mètre, avec un cheveu humain d’une épaisseur comprise entre 50 000 et 100 000 nanomètres. De nombreux centres de recherche souhaitent les utiliser dans des produits manufacturés, les rendant plus solides, plus flexibles, plus conducteurs et plus performants.

Ce qui est le cas dans l’industrie des smartphones et en particulier dans sa charge. Le besoin de charges fréquentes et la rigidité physique des batteries sont les principaux défis pour le développement futur dans les nanotechnologie. Fabriquer des dispositifs de stockage d’énergie peu coûteux et performants (supercondensateurs) à l’aide d’un nanomatériau à base d’encres MXenes. Ces dispositifs de stockage d’énergie peuvent facilement être imprimés en 3D sur pratiquement n’importe quelle substance et sur n’importe quelle forme ou motif. C’est certain cela alimentera la prochaine génération de vêtements intelligents et de textile-électronique.

Des projets existent dans différents continents, car le marché des Wearables a connu une croissance significative ces derniers temps et devrait atteindre 51 milliards de dollars d’ici 2022. Cependant, le développement de ces vêtements intelligents a jusqu’à présent été largement éclipsé par le problème de l’alimentation électrique, car une batterie traditionnelle n’est pas durable et n’est pas pratique. Des universitaires, tous basés en Écosse et en Irlande, tentent de créer un système d’énergie autonome portable basé sur la friction. Ils utiliseront des nanogénérateurs de pointe, conçus pour capturer et réutiliser l’énergie cinétique des vêtements créés lorsque le porteur se déplace. En cas de succès, ces petits appareils discrets seront intégrés aux vêtements de tous les jours.

Prochaine génération : Triboelectric Nano Generator

La technologie pourrait être disponible dès 2027 et capable d’alimenter une multitude d’appareils tels que les téléphones portables, les montres intelligentes et les tablettes.

De la même manière que l’électricité statique est créée, les scientifiques cherchent à optimiser le frottement généré entre deux matériaux afin de générer une charge. Ils développent un tissu flexible connu sous le nom de nanogénérateur triboélectrique, ou TENG en abrégé, pour exploiter et stocker cette source d’énergie durable. Les tentatives précédentes pour créer des TENG en tissu ont échoué en grande partie parce qu’ils ne sont pas en mesure de générer une puissance adéquate. Mais ce dernier projet vise à utiliser des matériaux spécialisés pour maximiser la friction du tissu et concevoir un TENG hautement efficace avec des performances améliorées.

Les TENG textiles produisent actuellement une puissance de l’ordre du microwatt au milliwatt. L’enjeu est d’augmenter considérablement le niveau de friction afin d’atteindre une puissance de plusieurs centaines de milliwatts, ce qui est nécessaire pour alimenter la plupart des appareils mobiles. Cette technologie est sûre à porter et à utiliser, car les niveaux de sortie de courant sont très faibles et ne posent aucun problème à l’utilisateur.

Une fois qu’ils ont généré et stocké cette énergie, la question est de savoir comment la transférer dans des appareils mobiles ? Ils ont plusieurs façons de le faire. Premièrement, ils peuvent stocker l’électricité dans une petite batterie polymère sur le vêtement lui-même, mais la préférence va à une deuxième option consistant à transférer directement l’électricité sans fil, en portant simplement notre téléphone dans notre poche. C’est un projet de quatre ans qui a reçu le soutien du principal organisme de financement de la recherche en ingénierie et en sciences physiques au Royaume-Uni et en Irlande, le Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) et la Science Foundation Ireland (SFI), qui a reçu 1,9 £ millions pour faire avancer la recherche.