Image: Steven Duensing / National Center for Supercomputing Applications, University of Illinois, Urbana-Champaign
La membrane est sélective. Elle laisse passer les ions chargés positivement et repousse la majorité des charges négatives, créant une tension qui met en mouvement le courant électrique.
De l’eau salée, de l’eau douce, une électrode et – surtout – une membrane révolutionnaire microscopique épaisse d’à peine trois atomes. Voilà le dispositif qui a permis au Laboratoire de biologie à l’échelle nanométrique de l’EPFL de générer un courant électrique grâce au phénomène de l’osmose.
Petit rappel des cours de chimie: l’osmose est un phénomène naturel grâce auquel des solutions dont la concentration en sel est différente tendent à équilibrer leur teneur en sel en passant par une membrane semi-perméable. Concrètement, le dispositif de l’EPFL, qui a les honneurs d’un article dans la prestigieuse revue Nature, se compose de deux compartiments remplis de liquide séparés par une membrane ultrafine où a été percé un trou minuscule (nanopore). Lorsque l’eau de mer est en contact avec l’eau douce, les ions de sel «voyagent» à travers la membrane vers l’eau douce, jusqu’à l’équilibre. Et, comme un ion est un atome électriquement chargé, ses déplacements sont exploités pour récolter de l’électricité.
«Plus la membrane est fine, plus le courant électrique généré est important»
Si l’idée d’utiliser l’osmose pour produire de l’électricité n’est pas nouvelle, la véritable innovation de la découverte de l’EPFL réside dans la membrane. «La principale caractéristique de cette membrane – de disulfure de molybdène – est sa finesse, explique Aleksandra Radenovic, directrice du laboratoire. Plus la membrane est fine, plus le courant électrique généré est important.»
Preuve que le dispositif fonctionne, les chercheurs ont pu faire fonctionner un transistor basse consommation grâce à cette électricité. Mieux: la haute école prévoit même que, en théorie, une membrane d’un mètre carré, dont 30% de la surface serait recouverte de nanopores, permettrait d’alimenter quelque 50 000 ampoules économiques.
Energie par tous les temps
Contrairement aux panneaux photovoltaïques qui ne fonctionnent pas à l’ombre ou aux éoliennes inefficaces sans vent, l’énergie osmotique peut être produite par tous les temps. Mais, avant d’en faire la star des énergies renouvelables, les systèmes doivent encore devenir rentables. «Il n’est jamais simple de prévoir les applications futures de la recherche fondamentale. Cela dépendra d’un éventuel intérêt industriel et des bénéfices économiques qui pourraient en être tirés», conclut la chercheuse. (TDG)
Source : http://www.tdg.ch/suisse/L-EPFL-genere-de-lelectricite-grce-a-leau-de-mer/story/13720514