jeudi 14 février 2013

Comment recharger un mobile avec du silicium et de l'eau

Votre portable tombe en panne au bord de la mer parce que la pile à combustible qui l’alimente a épuisé ses réserves d’hydrogène. Qu’à cela ne tienne : grâce à la découverte de chercheurs de l’université de Buffalo, il vous suffira bientôt de jeter des nanoparticules de silicium dans une bouteille d’eau pour libérer presque instantanément de grandes quantités d’hydrogène…
Nombreux sont les laboratoires engagés dans la recherche de nouvelles sources d’énergie qui utilisent les nanotechnologies. Il peut s’agir de tentatives de photosynthèse artificielle ou de stockage de l’hydrogène par des procédés sûrs et commodes, par exemple par l’intermédiaire des buckminsterfullerènes. On place d’ailleurs beaucoup d’espoir dans l’hydrogène, que ce soit pour mettre en mouvement les voitures de demain ou alimenter divers dispositifs électroniques.
Il ne faut toutefois par perdre de vue que l’hydrogène n’est pas en soi une source d’énergie primaire, mais seulement un vecteur commode que l’on peut utiliser, par exemple, dans des piles à combustible. En général, cet hydrogène est obtenu initialement par électrolyse. Il faut donc produire de l’électricité d’une façon ou d’une autre, et de préférence à partir du Soleil.
Une vue au microscope électronique des nanoparticules de silicium capables de libérer de l'hydrogène à partir de l'eau. Pour cela, inutile de chauffer ou d'utiliser un courant électrique.
Une vue au microscope électronique des nanoparticules de silicium capables de libérer de l'hydrogène à partir de l'eau. Pour cela, inutile de chauffer ou d'utiliser un courant électrique. © Swihart Research Group, université de Buffalo
Bientôt, l’hydrogène disponible partout grâce aux nanoparticules
Des chercheurs de l’université de Buffalo aux États-Unis viennent justement d’annoncer dans un article des Nano Letters une découverte qui devrait avoir des applications dans le domaine des piles à combustible. Imaginez-vous en vacances sur les plages noires du Stromboli ou en excursion au fond du Grand Canyon. Votre téléphone ou votre ordinateur portable va rendre l’âme faute d’électricité fournie par la pile à combustible. Pas de panique ! Il suffit de sortir un petit tube contenant une poudre de nanoparticules de silicium, l’un des éléments les plus abondants sur Terre, et de la jeter dans un flacon rempli d’eau de la Méditerranée ou du fleuve Colorado. Un dégagement d’hydrogène se produit aussitôt (sans qu’il soit nécessaire de chauffer ni d’utiliser de la lumière ou de l’électricité), rechargeant du même coup la pile à combustible.
Comme l’ont découvert les chercheurs, il ne s’agit pas de n’importe quelles nanoparticules de silicium. Il faut qu’elles soient sphériques et que leur taille soit au plus de l'ordre de dix nanomètres. Avec des nanoparticules de 100 nm de diamètre, il faut 45 minutes pour dégager autant d’hydrogène qu’avec des nanoparticules plus petites en quelques minutes.
À nouveau, il ne s’agit pas d’une source d’énergie primaire, car il a fallu dépenser de l’énergie pour produire ces nanoparticules. Elles constituent juste un moyen pratique pour alimenter des piles à combustible dans des lieux où l’eau est abondante et dans des situations problématiques loin de sources d’électricité. Il va sans dire qu’une telle poudre va certainement intéresser l'industrie et l’armée.

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