Sel, glace et certains punch – Ces trois ingrédients simples sont tout ce qui est nécessaire pour fabriquer de l'électricité sans déchets, les chercheurs signalent le 15 septembre Matériaux de la nature. Straining un seul morceau de glace en forme de cône qui est légèrement plus petit qu'un grain de poivre noir et 25% de sel en poids peut produire environ 1 millivolt, tandis qu'un tableau de 2 000 cônes pourrait produire 2 volts, ou un potentiel électrique suffisamment pour alimenter une petite LED rouge.
Les résultats démontrent puissamment l'effet flexoélectrique, un phénomène où l'électricité est produite par la déformation irrégulière d'un matériau solide. Bien que la flexoélectricité produite par la plupart des matériaux soit trop faible pour les systèmes électriques pratiques, la glace salée pourrait un jour fournir une source d'énergie renouvelable.
Plus tôt cette année, le physicien expérimental Xin Wen a co-écrit une étude montrant que la glace pure est légèrement flexoélectrique, ce qui peut expliquer comment les particules gelées dans les orages donnent naissance à la foudre. Mais «dans la nature, la glace contient presque toujours des impuretés», il est donc logique d'étudier comment une impureté commune comme le sel affecte les choses, dit Wen, qui a commencé ce travail à l'Université Xi'an Jiaotong en Chine.
Wen et ses collègues ont gelé de l'eau salée dans des moules en silicone pour produire deux formes: un cône et une poutre incurvée. Ils ont ensuite utilisé une machine spécialisée pour plier à plusieurs reprises les moulages saumulaires et mesuré la charge électrique. Les cônes ont pu résister à des forces plus grandes que les faisceaux et à produire de plus grandes tensions. De plus, des cônes plus petits ont pu maintenir de plus grandes quantités de déformation par rapport à leur taille que les cônes plus grands. L'assemblage des tableaux de nombreux petits cônes pourrait être un moyen d'amplifier la puissance totale de sortie, dit Wen.
Ce phénomène se produit car des couches extrêmement minces de saumure liquide existent dans la glace solide, entre les grains de glace individuels. La flexion de la glace crée un gradient de pression, ce qui fait que la saumure s'écoule vers les zones de pression inférieure. Étant donné que le liquide salé contient des particules chargées positivement appelées cations, le fluide de streaming génère un courant électrique.
Bien qu'il semble possible que la glace saline puisse être utilisée dans des capteurs bon marché ou des appareils d'évaluation d'énergie dans des emplacements froids, «nous sommes encore loin de propulser les appareils quotidiens», explique Wen, maintenant à l'Institut catalan des nanosciences et de la nanotechnologie à Barcelone. « À ce stade précoce, il pourrait prendre un cube de dizaines de glace salée à cent mètres carrés juste pour charger un smartphone », dit-il, bien que, espérons-le, des recherches supplémentaires réduiront considérablement cette taille.
