L’électricité statique peut-elle suffire à alimenter une batterie de portable ? Un téléphone électrostatique, glissé dans la poche, balancé constamment par le rythme de nos mouvements, pourrait théoriquement accumuler des électrons, comme dans la fameuse expérience que chacun a réalisée à l’école. On frotte une règle en plastique contre un tissu en laine, puis on l’approche de petits bouts de papier qui s’y collent instantanément. Reste à trouver le moyen de récupérer le flux d’électrons.
C’est avec une expérience de frottement que Thalès de Milet mit l’électricité en évidence au VIème siècle avant Jésus-Christ, lorsqu’il découvrit que l’ambre jaune était capable d’attirer des corps légers. Les grecs nommèrent l’ambre « elektron ».
Le mécanisme à l’oeuvre est le suivant : lorsque vous frottez une règle sur du tissu, elle lui arrache des électrons. Comme les électrons sont des charges électriques négatives, la règle se charge négativement. En approchant des morceaux de papier électriquement neutres, l’attraction entre les charges de signe opposé l’emporte sur la répulsion entre les charges de même signe. Le papier se colle à la règle.
On connait aussi l’expérience réalisée tous les jours au Palais de la découverte de Paris, qui montre que les cheveux aussi peuvent être chargés de particules d’électricité et attirés vers un pôle chargé par des particules opposées, ce qui donne des coiffures très coquettes.
Ce phénomène est appelé électricité « statique » car contrairement au cas des courants électriques, les charges ne circulent pas dans des matériaux conducteurs : elles sont piégées dans des matériaux isolants. En fait elle n’est pas si statique que ça, car elle peut se déplacer d’un matériau à l’autre lors d’une « décharge » qui peut être très violente, comme pendant un orage.
Un téléphone électrostatique alimenté par un sandwich à électrons
En mettant en contact une couche d’un certain type de plastique avec une couche métallique, les chercheurs de l’Université de Georgie ont forcé ces matériaux à échanger leurs électrons. En pliant ensuite ce sandwich, ils ont éloigné les deux couches et déclenché l’apparition d’une décharge électrique, qu’ils ont pu récupérer. La tension de sortie atteint 230 V et la densité 128 mW/cm3, ce qui est suffisant pour charger une batterie .
D’après ces scientifiques, ce type de générateur peut convertir 10 à 15% de l’énergie mécanique en électricité et des prototypes plus aboutis pourraient aller jusqu’à 40%, en utilisant des nano-matériaux qui augmentent la surface d’échange et la densité d’énergie. Un patch de cinq centimètres sur cinq posé sur un téléphone portable pourrait le recharger pour peu que le mouvement soit maintenu assez longtemps. Mais il faudra veiller à ne pas prendre de décharge électriques après certaines conversations houleuses !
Le téléphone électrostatique fera-t-il des étincelles ? Photo mugley CC Flickr
Remonter à la source :
Nanoscale Triboelectric-Effect-Enabled Energy Conversion for Sustainably Powering Portable Electronics
Nano Lett. November 6, 2012 Zhong Lin Wang DOI: 10.1021/nl303573d