La marque de téléphone mobile Nokia expérimente une nouvelle technique de recharge de ses smartphones Lumia : capter les ondes sonores de tous les jours pour alimenter la batterie.
La charge de batteries reste aujourd’hui un sujet clé pour les constructeurs de hardware, et en particulier les constructeurs de smartphones. La plupart de ces appareils sont équipés de batteries rechargeables au lithium, qui comportent plusieurs inconvénients. D’abord, ces batteries doivent être protégées par un matériau solide car elles sont radioactives, et donc toxiques, limitant ainsi les possibilités pour les designers hardware. De plus, elles possèdent un nombre maximal de recharges. Si des initiatives sont aujourd’hui conduites pour trouver des matériaux alternatifs au lithium pour les batteries, comme les batteries flexibles développées par Imprint Energy, Nokia s’est concentré quant à lui sur la production d’énergie électrique grâce aux ondes sonores captées dans l’environnement de tous les jours. Et cela n’aurait été possible sans la nanotechnologie.
La nanotechnologie à l’origine de cette innovation
Car pour capter de l’énergie grâce aux ondes sonores, les équipes de Nokia se sont associées avec les Drs Joe Briscoe et Steve Dunn de la Queen Mary University of London, tous les deux spécialisés en nanotechnologie, afin de mettre au point un nanogénérateur, appareil convertissant de l’énergie mécanique en énergie électrique. De manière générale, à l’échelle de la nanotechnologie (milliardième de mètres), certains matériaux se comportent différemment : ils peuvent changer de couleur, gagner en solidité ou encore devenir plus réactifs chimiquement. C’est le cas de l’oxyde de zinc, composant principal de ce nanogénérateur, qui est capable de transformer l’énergie mécanique en énergie électrique lorsqu’il est réduit à une taille minuscule. C’est grâce à ce changement de propriétés chimiques et physiques que les chercheurs ont réussi à rassembler de l’énergie provenant du mouvement et de la vibration. Si les ondes sonores peuvent donc être transformées en énergie, il devient ainsi possible d’utiliser la musique, le trafic routier, les chants d’un stade ou encore sa propre voix pour recharger un téléphone.
L’oxyde de zinc comme composant principal
Plus précisément, l’oxyde de zinc est un élément aux propriétés dites piézo-électriques, c’est-à-dire permettant à un corps de se polariser électriquement sous une action mécanique. A titre d’exemple, lorsque l’on presse le bouton d’un briquet, la pression exercée sur un élément piézo-électrique permet de créer de l’énergie électrique (une étincelle) pour enflammer le gaz. Présent sous la forme de nanostructures appelées des nanofils, l’oxyde de zinc peut alors être incorporé sur quasiment toutes les surfaces. Pour ce faire, l’équipe de chercheurs a mis au point un procédé visant à vaporiser une feuille de plastique de nanofils d’oxyde de zinc. Mis ensuite dans une solution de produits chimiques chauffée à 90°, les nanofils se répandent sur toute la surface de la feuille. Utilisant l’argent au lieu de l’or comme conducteur électrique, il est alors possible de créer une tension électrique. En effet, les nanofils répondent aux vibrations et aux mouvements produits par l’environnement sonore de tous les jours, générant ainsi une tension de 5 Volt, tension suffisante pour charger un Nokia Lumia 925. Si les ondes réprésentent donc une source d’énergie alternative pour les batteries, elles sont aussi l’objet d’expérimentations pour l’IoT de demain.