Les piézoélectriques sont-ils bons pour produire de l'électricité ? Peut-être, mais nous devons décider comment les évaluer

Un protocole de «meilleures pratiques» pour les chercheurs développant des matériaux piézoélectriques a été développé par des scientifiques – une première dans ce domaine technologique de pointe.

Le protocole a été développé par une équipe internationale dirigée par des physiciens de l’Université de Bathtub au Royaume-Uni, en réponse aux conclusions selon lesquelles les rapports expérimentaux manquent de cohérence. Les chercheurs ont fait la découverte choquante que neuf articles scientifiques sur 10 manquent d’informations expérimentales qui sont cruciales pour assurer la reproductibilité des travaux rapportés. Ils discutent du besoin urgent d’un protocole de recherche standardisé sur la piézoélectricité dans la revue Nano Electricity.

Le Dr Morteza Hassanpour Amiri de l’Institut Max Planck pour la recherche sur les polymères, en Allemagne et leading auteur de l’étude, a déclaré : « La recherche sur la piézoélectricité s’est accélérée ces dernières années, et pour result in : les matériaux piézoélectriques génèrent de l’électricité lorsque vous exercez une pression ou des vibrations mécaniques, ou lorsque vous les tapotez ou les déformez. Ajoutez un circuit et cette électricité peut être stockée puis utilisée.

Haute efficacité de récupération d’énergie

En raison de l’énorme potentiel des piézoélectriques, au cours des 20 dernières années, un flux constant de nouveaux matériaux et composites ont été développés et testés pour leur potentiel de récupération d’énergie, beaucoup revendiquant des rendements élevés.

Mais les chercheurs, dirigés par le professeur Kamal Asadi du Département de physique, suggèrent que ces découvertes – parfois publiées dans des revues de haut calibre – n’incluent souvent pas les détails des paramètres expérimentaux clés. Ces détails sont essentiels pour assurer la reproductibilité lorsque d’autres équipes de recherche entreprennent d’évaluer ou d’améliorer de manière indépendante les matériaux présentés.

Expliquant, le professeur Asadi a déclaré : “La reproductibilité des résultats de la recherche expérimentale n’est peut-être pas la clé du succès d’une recherche, mais c’est la clé pour exclure que des résultats non fiables soient acceptés comme des faits. L’enthousiasme pour développer un matériau champion qui montre des résultats impressionnants les performances doivent être accompagnées de suffisamment de données à l’appui.”

Pour l’étude, les chercheurs de Bath ont évalué 80 article content de recherche sélectionnés au hasard publiés au cours des deux dernières décennies sur les dispositifs de récupération d’énergie piézoélectriques. Pour près de 90% de ces content, des paramètres expérimentaux essentiels – nécessaires pour évaluer les matériaux et les dispositifs – manquaient, rendant ainsi les expériences difficiles, voire impossibles, à reproduire.

L’importance de la reproductibilité

En développant, le professeur Asadi a déclaré : « Il y a trois raisons importantes pour lesquelles la reproductibilité est importante : nous sommes des scientifiques et nous devons nous efforcer d’être aussi précis que probable nous avons des ressources limitées, donc en rapportant tous les paramètres nécessaires qui garantissent la reproductibilité, nous aidons notre pairs pour s’appuyer sur nos découvertes et faire avancer le domaine  en étant transparents, nous établissons également la confiance avec le community, ainsi qu’avec les organismes de financement de la science et les décideurs, et fournissons une meilleure orientation pour les futures « grandes » décisions qui peuvent nous affecter tous. »

Le professeur Asadi, qui est un qualified de leading strategy en piézoélectricité, affirme que ce manque de données entrave les progrès dans le domaine, vehicle les chercheurs ne peuvent pas se tourner vers la littérature pour identifier les matériaux présentant le meilleur potentiel de récolte, puis développer davantage ces matériaux prometteurs.

Nouveau protocole

Le nouveau protocole de Tub propose une collecte de données et un reporting standardisés. Le professeur Chris Bowen du Département de génie mécanique de Bathtub, qui a également participé à cette étude, a déclaré : “Nous avons essentiellement créé des lignes directrices qui seraient utiles aux chercheurs dans leur domaine de la piézoélectricité.”

Le professeur Asadi espère que des appareils électroniques alimentés par la piézoélectricité seront sur le marché dans les 10 prochaines années.

“C’est pourquoi il est vital d’avoir un protocole standardisé pour rapporter les données de recherche pour une évaluation quantitative des matériaux et dispositifs de récupération d’énergie. Cela permet aux scientifiques de faire de réels progrès en s’appuyant sur les expériences des uns et des autres et de travailler vers un objectif commun  : faire de la piézoélectricité une réalité pour toute personne souhaitant recharger ses appareils de manière moreover long lasting et sans dépendre d’une resource d’alimentation traditionnelle.”

Il a ajouté : “Le domaine de la récupération d’énergie piézoélectrique est un domaine vraiment passionnant, il a beaucoup de potentiel et de grands scientifiques y travaillent, mais il est encore balbutiant, et donc pour s’assurer que nous avançons aussi bien et aussi rapidement que achievable, en veillant à les expériences sont reproductibles va être crucial, donc j’espère que notre protocole suggéré sera adopté par la communauté dans son ensemble.”

Le nouveau protocole est décrit dans l’article “Récupérateurs d’énergie piézoélectriques  : une évaluation critique et un rapport normalisé sur les récupérateurs de vibrations produisant de l’énergie”.