Produire de l'électricité à partir des gouttes de pluie, c'est l'innovation mise au point par des chercheurs de l'Université Tsinghua à Shenzhen, en Chine.
Inspirée par l'agencement des panneaux solaires, ils sont parvenus à résoudre les obstacles qui limitaient l'efficacité de cette technologie.
La chute des gouttes de pluie du ciel renferme une énergie cinétique qui, théoriquement, peut être captée et transformée en électricité. Ce concept n’est pas nouveau, mais il a toujours été confronté à des défis importants pour être mis en œuvre à grande échelle. Dans de précédentes recherches, l’électrification par contact liquide-solide a été exploitée pour récolter de l’électricité à partir de dispositifs appelés nanogénérateurs triboélectriques (TENG), y compris ceux basés sur des gouttelettes (D-TENG).
L’électricité à partir de la pluie : une idée qui fait son chemin
Pour atteindre le niveau de mégawatts d’électricité que produisent habituellement les centrales électriques, il faudrait une multitude de D-TENGs. Le raccordement de plusieurs D-TENGs se heurte à un problème majeur : la quantité de charge électrique que peut stocker un condensateur (capacitance) de couplage entre les électrodes supérieures et inférieures n’est pas souhaitée, car cela réduit la production d’énergie de ces dispositifs. L’équipe de chercheurs de l’Université Tsinghua a cherché une solution dans les panneaux solaires. Ils ont conçu des générateurs spécifiques pour réduire l’influence de la capacitance.
Dans ce nouveau dispositif, lorsqu’une goutte de pluie tombe sur la surface d’un panneau D-TENG, appelée surface FEP, la gouttelette se charge positivement tandis que la surface se charge négativement. Les charges générées par chaque gouttelette sont petites et se dissipent progressivement. Toutefois, à long terme, les charges sur la surface FEP s’accumulent jusqu’à saturation, où le taux de dissipation de la charge de surface du FEP s’équilibre avec la quantité de charge générée par chaque impact de gouttelette.
Les chercheurs ont testé différentes configurations de leur dispositif de génération d’électricité, qui est composé de plusieurs sous-électrodes qui aident à collecter l’électricité. Ils ont modifié la taille de ces sous-électrodes et l’épaisseur des panneaux afin de mesurer les variations de la capacité du dispositif à produire de l’électricité. Ils ont constaté que lorsque les panneaux sont construits de cette manière, ils ne s’influencent pas mutuellement : si un panneau perd de l’électricité, cela n’affecte pas les autres, ce qui réduit la quantité totale d’électricité perdue dans le système.
« La puissance maximale de sortie des générateurs est presque cinq fois supérieure à celle de l’énergie pluviale de grande surface conventionnelle de même taille, atteignant 200 watts par mètre carré », a expliqué Zong Li, le professeur chargé de la supervision de l’équipe. Ces découvertes pourraient ouvrir de nouvelles voies pour l’exploitation des énergies renouvelables, en particulier dans les régions qui connaissent des pluies incessantes pendant une grande partie de l’année.
Source : https://www.journaldugeek.com/2023/08/04/les-gouttes-de-pluie-peuvent-generer-de-lelectricite/