Marie Leroy
Un groupe de recherche worldwide a conçu un nouveau dispositif générateur d’énergie en combinant des composites piézoélectriques avec un polymère renforcé de fibres de carbone (CFRP), un matériau couramment utilisé qui est à la fois léger et résistant. Le nouveau dispositif transforme les vibrations du milieu environnant en électricité, fournissant un moyen efficace et fiable pour les capteurs automobile-alimentés.
Les détails des recherches du groupe ont été publiés dans la revue Nano Power le 13 juin 2023.
La récupération d’énergie consiste à convertir l’énergie de l’environnement en énergie électrique utilisable et est quelque chose de important pour assurer un avenir long lasting.
“Les objets du quotidien, des réfrigérateurs aux lampadaires, sont connectés à Web dans le cadre de l’Internet des objets (IoT), et nombre d’entre eux sont équipés de capteurs qui collectent des données”, explique Fumio Narita, co-auteur de l’étude et professeur à l’École supérieure d’études environnementales de l’Université de Tohoku. “Mais ces appareils IoT ont besoin d’énergie pour fonctionner, ce qui est difficile s’ils se trouvent dans des endroits éloignés ou s’ils sont nombreux.”
Les rayons du soleil, la chaleur et les vibrations peuvent tous générer de l’énergie électrique. L’énergie vibratoire peut être utilisée grâce à la capacité des matériaux piézoélectriques à générer de l’électricité lorsqu’ils sont physiquement sollicités. Pendant ce temps, le CFRP se prête à des apps dans les industries aérospatiale et car, les équipements sportifs et les équipements médicaux en raison de sa durabilité et de sa légèreté.
“Nous nous sommes demandé si un récupérateur d’énergie par vibration piézoélectrique (PVEH), exploitant la robustesse du CFRP avec un composite piézoélectrique, pourrait être un moyen plus efficace et strong de récolter l’énergie”, explique Narita.
Le groupe a fabriqué le dispositif en utilisant une combinaison de nanoparticules de CFRP et de niobate de potassium et de sodium (KNN) mélangées à de la résine époxy. Le CFRP a servi à la fois d’électrode et de substrat de renfort.
Le dispositif dit C-PVEH a répondu à ses attentes. Des assessments et des simulations ont révélé qu’il pouvait maintenir des performances élevées même après avoir été plié moreover de 100 000 fois. Il s’est avéré capable de stocker l’électricité générée et d’alimenter les lumières LED. De furthermore, il a surpassé les autres composites polymères à base de KNN en termes de densité de output d’énergie.
Le C-PVEH contribuera à propulser le développement de capteurs IoT car-alimentés, conduisant à des dispositifs IoT additionally économes en énergie.
Narita et ses collègues sont également enthousiasmés par les avancées technologiques de leur percée. “En moreover des avantages sociétaux de notre dispositif C-PVEH, nous sommes ravis des contributions que nous avons apportées au domaine de la récupération d’énergie et de la technologie des capteurs. Le mélange d’une excellente densité de generation d’énergie et d’une haute résilience peut guider les futures recherches sur d’autres matériaux pour diverses applications.”
