Utiliser la chaleur de votre corps pour alimenter une montre ou un système de climatisation personnel ? Ce n’est pas aussi farfelu qu’il y paraît.
Les appareils alimentés par la chaleur corporelle se rapprochent de la réalité après une percée en matière de conception.
Vous n’avez peut-être pas considéré votre propre chaleur corporelle comme une énergie renouvelable pouvant être exploitée. Mais étant donné le besoin exponentiel de batteries dans notre monde électrifié – et la pression qui en résulte sur les ressources planétaires – les chercheurs testent cette alternative depuis un certain temps.
Il s’avère que nous avons tous le potentiel d’être des sources d’énergie durables pour les appareils électroniques portables. Il y a juste quelques problèmes initiaux liés à la réalisation d’une publicité technologique.
L’un des problèmes est de rendre ces appareils portables suffisamment flexibles. Aujourd’hui, des chercheurs de l’Université de technologie du Queensland (QUT) en Australie ont résolu ce problème en développant un nouveau film ultra-mince et flexible qui les rend confortables et efficaces.
Comment fonctionnent les appareils thermoélectriques portables ?
« Les dispositifs thermoélectriques flexibles peuvent être portés confortablement sur la peau où ils transforment efficacement la différence de température entre le corps humain et l’air ambiant en électricité », explique le professeur Wenyi Chen, auteur principal d’une nouvelle étude sur cette avancée.
« Cependant, des défis tels qu’une flexibilité limitée, une fabrication complexe, des coûts élevés et des performances insuffisantes ont empêché ces dispositifs d’atteindre une échelle commerciale. »
La plupart des prototypes thermoélectriques sont construits avec du tellurure de bismuth : un semi-conducteur bien adapté à la conversion de la chaleur en électricité pour les applications à faible consommation telles que les moniteurs de fréquence cardiaque, de température ou de mouvement.
L’équipe basée à QUT est allée encore plus loin en introduisant de minuscules cristaux appelés « nanoliants », qui forment une couche cohérente de feuilles de tellurure de bismuth.
« Nous avons créé un film imprimable au format A4 doté de performances thermoélectriques record, d’une flexibilité, d’une évolutivité et d’un faible coût exceptionnels, ce qui en fait l’un des meilleurs films thermoélectriques flexibles disponibles », explique le professeur Chen.
Pour ce faire, la « synthèse solvothermique » a été utilisée : une technique qui forme des nanocristaux dans un solvant à haute température et pression.
Le film a ensuite été sérigraphié, ce qui permet une production à grande échelle, avant d’être chauffé jusqu’à un point de fusion proche pour lier les particules entre elles.
De la chaleur corporelle au refroidissement du téléphone
Chen et l’équipe QUT prévoient un large éventail de possibilités pour cette technologie.
En plus d’ouvrir la voie aux appareils portables, comme les montres intelligentes, il pourrait également être utilisé pour refroidir les puces électroniques, en s’insérant dans des espaces restreints comme les smartphones et les ordinateurs pour les aider à fonctionner plus efficacement.
« D’autres applications potentielles vont de la gestion thermique personnelle, où la chaleur corporelle pourrait alimenter un système portable de chauffage, de ventilation et de climatisation », ajoute Chen.
