La recherche d’une source d’énergie propre, renouvelable et bon marché a également fait l’objet d’études. les propriétés de l’eau ou, plus précisément, la question de savoir si la différence de salinité entre l’eau de mer et l’eau douce pourrait suffire à produire de l’électricité.
C’est la question que s’est posée une équipe d’universitaires de l’Université de l’Illinois, qui a trouvé une réponse affirmative en utilisant la technologie un dispositif nanofluidique capable de convertir le flux ionique en énergie électrique utilisable.
Les chercheurs pensent que leur dispositif pourrait être utilisé avec succès pour extraire l’énergie des flux ioniques naturels à la frontière entre l’eau de mer et l’eau douce.
L’étude « Un dispositif nanofluidique génère de l’énergie avec de l’eau salée ». a été publié dans la revue Nano Energy.
« Bien qu’à l’heure actuelle, notre projet n’en soit qu’à un stade embryonnaire, est assez polyvalent et présente déjà un fort potentiel pour les applications énergétiques.« , a déclaré Jean-Pierre Leburton, professeur de génie électrique et d’informatique à l’université et responsable de la recherche. Tout est parti d’une question académique : « Un dispositif solide à l’échelle nanométrique peut-il extraire de l’énergie d’un flux d’ions ? Eh bien, notre projet a dépassé nos attentes et nous a surpris à bien des égards »..
Leburton explique que lorsque deux masses d’eau de salinité différente se rencontrent, comme lorsqu’une rivière se jette dans l’océan, les molécules de sel s’écoulent naturellement d’une concentration plus élevée vers une concentration plus faible, créant ainsi une situation d’équilibre.
L’énergie de ces flux, constitués de particules chargées électriquement appelées ions, peut être mesurée et collectée, à condition de disposer des instruments adéquats.
L’équipe de recherche a donc conçu un dispositif semi-conducteur à l’échelle nanométrique qui pourrait exploiter le « Résistance de Coulomb » entre les ions et les charges électriques dans le dispositif. Lorsque les ions s’écoulent dans le canal étroit du dispositif, les forces électriques font bouger les charges dans le dispositif d’un côté à l’autre, créant une tension et, par conséquent, un flux de courant électrique.
Les chercheurs ont également découvert deux comportements surprenants lors de la simulation de leur appareil ; le premier est que l’appareil n’est pas seulement capable de fonctionner grâce à la force d’attraction entre des charges électriques opposées (comme l’équipe s’y attendait), mais aussi dans le cas de forces électriques répulsives (négatif-négatif et positif-positif).
« Tout aussi digne d’intérêt, notre étude indique qu’il existe un effet d’amplification« , a déclaré Mingye Xiong, chercheur diplômé dans le groupe de Leburton et auteur principal de l’étude. « En d’autres termes, puisque les ions en mouvement sont plus massifs que les charges du dispositif, ils sont également capables de transmettre de grandes quantités de mouvement aux charges.amplifiant ainsi le courant sous-jacent »..
La seconde, que ces effets sont indépendants de la configuration spécifique du canal et du choix des matériauxle seul critère d’évaluation de l’efficacité de l « condition sine qua non est liée au diamètre de la conduite, qui doit être suffisamment étroit pour assurer la proximité entre les ions et les charges.
Les universitaires sont actuellement en train de breveter leurs découvertes et leurs recherches. étudient comment les modules de ces dispositifs pourraient être adaptés à la production pratique d’énergie.
« Nous pensons que la densité de puissance d’un module de dispositif évolutif pourrait égaler ou dépasser celle des cellules solaires. », a déclaré M. Leburton. « Sans parler des applications potentielles dans d’autres domaines tels que la détection biomédicale et la nanofluidique. »
