Un appareil ingénieux qui produit de l’électricité à partir de l’humidité de l’air
Des scientifiques américains ont mis au point un dispositif qui, selon eux, utilise une protéine naturelle pour créer de l’électricité à partir de l’humidité de l’air.
Dans leur étude, l’ingénieur électricien Jun Yao et le microbiologiste Derek Lovley, de l’université du Massachusetts à Amherst (États-Unis), présentent l’Air-gen (ou générateur d’air), que Lovley décrit comme « la plus incroyable et la plus passionnante application de nanofils protéiques à ce jour ».
Image d’entête : illustration graphique d’un mince film de nanofils protéiques produisant de l’électricité à partir de l’humidité atmosphérique. (UMass Amherst/Yao and Lovley labs)
L’Air-Gen est donc composé de nanofils protéiques électriquement conducteurs produits par la bactérie Geobacter, que Lovley a découvert dans le fleuve Potomac de l’Est des États-Unis il y a trois décennies et avec laquelle il travaille depuis lors, en particulier en étudiant son potentiel pour “l’électronique verte« .
L’Air-gen connecte des électrodes aux nanofils protéiques de telle sorte que le courant électrique est généré à partir de la vapeur d’eau naturellement présente dans l’atmosphère.
Il ne nécessite qu’un mince film de nanofils protéiques de moins de 10 microns d’épaisseur. Le bas du film repose sur une électrode, tandis qu’une électrode plus petite, qui ne couvre qu’une partie du film de nanofils, se trouve sur le dessus.
Le film adsorbe la vapeur d’eau de l’atmosphère. Une combinaison de conductivité électrique et de chimie de surface des nanofils protéiques, associée aux pores fins entre les nanofils à l’intérieur du film, établissent les conditions qui permettent de générer un courant électrique entre les deux électrodes.
Développé dans le laboratoire de Yao, Air-gen est peu coûteux, non polluant et renouvelable, et ne nécessite ni soleil ni vent, affirment les chercheurs. Il peut fonctionner à l’intérieur, ou dans l’humidité extrêmement faible du désert.
La génération actuelle d’Air-gen ne peut alimenter que de petits appareils électroniques, mais ils espèrent la commercialiser bientôt. Au-delà de cette idée, un petit « patch » Air-gen peut alimenter des appareils électroniques portables tels que les moniteurs de santé et de fitness et les montres intelligentes. Et puis, peut-être, il y a les téléphones portables.
Selon Yao :
Le but ultime est de fabriquer des systèmes à grande échelle. Par exemple, la technologie pourrait être incorporée dans la peinture murale qui pourrait aider à alimenter votre maison. Ou encore, nous pourrions développer des générateurs autonomes à air comprimé qui fourniraient de l’électricité hors réseau.
Lovley travaille également à l’amélioration des capacités biologiques de la Geobacter. Son laboratoire a récemment mis au point une nouvelle souche microbienne pour produire en masse, plus rapidement et à moindre coût, des nanofils protéiques. Il précise :
Nous avons transformé l’Escherichia coli en une usine de nanofils protéiques. Avec ce nouveau procédé évolutif, l’approvisionnement en nanofils protéiques ne sera plus un goulot d’étranglement pour le développement de ces applications.
L’étude publiée dans Nature : Power generation from ambient humidity using protein nanowires et présentée sur le site de l’université du Massachusetts à Amherst : New Green Technology from UMass Amherst Generates Electricity ‘Out of Thin Air’.
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