Des chercheurs de l’Université nationale des sciences et technologies MISIS ont créé un nouveau type de thermocellules, des dispositifs qui convertissent la chaleur en électricité. Selon les auteurs de l’étude, cela permettra d’utiliser la chaleur de l’environnement pour créer des batteries pour l’électronique portable, intégrées dans les vêtements par exemple.
Les résultats de l’étude ont été publiés dans la revue Renewable Energy.
Les cellules thermoélectrochimiques (thermocellules) sont des dispositifs miniatures qui génèrent de l’électricité à partir de l’énergie des gradients de température, des différences de température entre divers objets ou environnements.
Les dispositifs modernes de ce type créent une plus grande différence de potentiel que les thermoélectriques à semi-conducteurs, mais ils sont moins puissants en termes de puissance de sortie. Selon les scientifiques, c’est ce qui limite leur application pratique aujourd’hui.
Résolvant ce problème, les scientifiques de MISiS ont été les premiers à étudier un nouveau type de thermocellules utilisant des électrodes à oxyde métallique et un électrolyte aqueux. Selon les chercheurs, cette solution permet d’augmenter le courant et de réduire la résistance interne, offrant une plus grande augmentation de puissance par rapport aux analogues.”Nous avons montré la possibilité d’utiliser une électrode oxyde-nickel à base de microsphères creuses de nickel dans une thermocellule. Nous avons atteint un coefficient Seebeck hypothétique record pour les électrolytes aqueux. De plus, nous avons constaté un changement non linéaire des caractéristiques courant-tension, atypique pour les thermocellules, ce qui garantit une augmentation de l’efficacité de l’appareil », a déclaré Igor Burmistrov, expert du département de physique théorique et technologies quantiques de NUST MISiS.
Le coefficient Seebeck élevé permettra même d’utiliser la chaleur du corps humain comme source d’énergie, ont expliqué les scientifiques de NUST MISIS. À l’avenir, les scientifiques veulent créer un supercondensateur électrochimique qui sera chargé par contact avec des surfaces chauffées, en maintenant la charge pendant une longue période.
L’utilisation de systèmes d’eau réduit considérablement les coûts de fabrication et augmente la sécurité des cellules, ce qui, selon les scientifiques, permettra de passer prochainement à la mise en œuvre de systèmes commercialement attractifs.”Les matériaux que nous concevons vont nous permettre de créer, par exemple, des batteries électroniques intégrées dans les vêtements et en utilisant les différences de température entre le corps humain et l’environnement. Les gradients de température sont partout, et les dispositifs de ce type aideront à récupérer l’énergie dissipée dans le l’environnement par des objets industriels, des bâtiments et bien d’autres sources simples et gratuites », a expliqué Igor Burmistrov.
Selon les scientifiques, la nouvelle cellule thermoélectrochimique peut fournir une tension en circuit ouvert allant jusqu’à 0,2 V à une température d’électrode allant jusqu’à 85 ° C, ce qui est 10 à 20 fois plus élevé que les analogues, ont noté les auteurs de l’étude.
À l’avenir, les scientifiques souhaitent augmenter la puissance de sortie en optimisant la composition du matériau de l’électrode et en améliorant la conception de la thermocellule.
