Produire de l’électricité à partir de la moiteur ou de la pression de vos doigts
Une équipe de chercheurs américains a fabriqué un outil capable de générer de l’électricité à partir de la sueur. Porté au bout d’un doigt, il pourrait être utilisé pour alimenter de petits appareils médicaux pendant que la personne dort.
Des ingénieurs du monde entier ont déjà exploré le potentiel de la sueur humaine pour produire de l’énergie. Mais les dispositifs développés précédemment sont « entravés par l’inaccessibilité inhérente à la sueur naturelle », selon la nouvelle étude (lien plus bas). Ce dispositif, bien qu’il ne produise pas beaucoup d’électricité, n’a pas non plus besoin de beaucoup de sueur pour fonctionner : il peut être alimenté par des activités passives.
Selon Joseph Wang, professeur de nano-ingénierie à l’Université de Californie, aux États-Unis, et auteur principal de la publication :
Nous voulions créer un dispositif adapté à l’activité quotidienne qui ne nécessite presque aucun investissement énergétique.
Vous pouvez complètement oublier l’appareil et aller dormir ou faire du travail de bureau comme taper à la machine, tout en continuant à produire de l’énergie. On peut appeler cela ‘l’énergie de ne rien faire’.
Selon Lu Yin, doctorant en nano-ingénierie dans le laboratoire de Wang et coauteur de cette étude :
La taille du dispositif est d’environ 1 centimètre carré. Son matériau est également flexible, vous n’avez donc pas à vous inquiéter de sa rigidité ou de sa sensation bizarre. Vous pouvez le porter confortablement pendant une longue période.
Le dispositif utilise un composé de la sueur appelé lactate ou acide lactique. Lorsqu’il est oxydé, le lactate libère une petite quantité d’énergie.
L’appareil est placé sur les doigts d’un utilisateur afin de récolter de l’énergie pendant son sommeil. (Jong-Min Moon)
Les chercheurs ont mis au point un dispositif de type batterie, comprenant une anode fabriquée avec une enzyme appelée lactate oxydase (qui, sans surprise, oxyde le lactate), et une cathode en platine qui complète le cycle d’oxydation. Tant que l’approvisionnement en sueur est constant, les électrons circulent spontanément dans le circuit sans apport d’énergie supplémentaire.
Le dispositif comprend également des générateurs piézoélectriques, qui peuvent produire de l’électricité à partir des mouvements mécaniques des doigts. Cela ajoute jusqu’à 20 % de puissance supplémentaire au dispositif.
Résumé graphique de l’étude. (Lu Yin et Col./ Joule)
Au total, l’appareil peut collecter 300 millijoules à partir d’un centimètre de peau pendant une période de sommeil de 10 heures, ou 30 millijoules à partir de la pression d’un doigt. S’il ne permettra pas de recharger votre smartphone de sitôt, cette énergie est suffisante pour alimenter de petits dispositifs médicaux portables. Dans leur étude, les chercheurs l’ont utilisée pour faire fonctionner des dispositifs de détection de la vitamine C et du sodium.
Un dispositif de détection de la vitamine C au bout du doigt avec un écran électrochrome, alimenté par le dispositif alimenté par la sueur. (Lu Yin)
Les chercheurs se sont concentrés sur le bout des doigts, car c’est là que se trouve la plus grande proportion de glandes sudoripares.
Selon Yin :
Le taux de sueur sur le doigt peut atteindre quelques microlitres (0,001 millilitre) par centimètre carré et par minute. C’est important par rapport à d’autres endroits du corps, où les taux de sueur sont peut-être deux ou trois ordres de grandeur plus petits.
Yin ajoute qu’ils espèrent intégrer le collecteur d’énergie dans des gants, entre autres choses, et selon Joseph Wang :
Il y a beaucoup de potentiel excitant. Nous avons dix doigts avec lesquels jouer.
L’étude publiée dans la revue Joule : A passive perspiration biofuel cell: High energy return on investment et présentée sur le site de à l’Université de Californie à San Diego : Calling All Couch Potatoes: This Finger Wrap Can Let You Power Electronics While You Sleep.