Projet fou : comment créer de l'électricité à partir de l'humidité de l'air ?

Voici un projet fou qui s'annonce peut-être révolutionnaire : une équipe de scientifiques américains a réussi à créer de l'électricité à partir de l'humidité de l'air. Par quel moyen ? Grâce à de minuscules trous, réalisés dans un matériau quelconque...

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Le projet fou créé par ces chercheurs est une sorte de courant électrique, ressemblant à la façon dont se forment les éclairs, la foudre, dans les nuages.

C'est une découverte étonnante réalisée par une équipe d'ingénieurs de l'université du Massachusetts, aux Etats-Unis. Un projet un peu fou, peut-être révolutionnaire : celui de pouvoir transformer n'importe quel matériau en un dispositif pouvant capter l'électricité se trouvant dans l'humidité de l'air. Séquence explications.

Le secret ? Des petits trous !

Dans leur étude publiée le 5 mai dernier dans la revue Advanced Materials, ces scientifiques expliquent qu'il suffit pour arriver à ce résultat de doter un matériau de très petits trous, des nanopores d'un diamètre inférieur à 100 nanomètres. Tout a commencé en 2020 d'ailleurs, lorsque l'auteur principal de l'étude, Jun Yao, accompagné de ses collègues, fait pousser des nanofils à partir d'une bactérie appelée Geobacter sulfurreducens.

Dans ce processus, le type de nanofil importe peu : ce qui compte, c'est la taille des trous, des pores, dans le matériau, là où passent les nanofils. "Il faut que les trous soient inférieurs à 100 nanomètres, soit moins d'un millième de la largeur d'un cheveu humain", d'après Jun Yao. C'est grâce à ces fils que les chercheurs ont réussi à extraire l'électricité de l'air, tout en récoltant de petites quantités d'humidité.

Pourquoi moins de 100 nanomètres ? Tout simplement car 100 nanomètres correspond au "libre parcours moyen" de l'eau (et donc aussi de l'humidité présente dans l'air). Le libre parcours moyen, c'est la distance parcourue par une molécule d'une substance quelconque (ici l'eau dans l'air) avant qu'elle ne rencontre une autre molécule de la même substance. La taille des trous dépend donc de ce paramètre.

Un "collecteur d'électricité"

C'est donc à partir de ce chiffre que les ingénieurs ont réussi à construire un "collecteur d'électricité", constitué de deux couches de nanofilm : la couche supérieure est remplie de petits trous mesurant moins de 100 nanomètres, laissant certes passer les molécules d'eau. Toutefois, en passant au niveau de la couche inférieure, ces molécules d'eau se heurtent les unes aux autres, puisque les trous ont une dimension inférieure au "libre parcours moyen" de l'eau.

La couche supérieure du matériau est donc bombardée par beaucoup plus de molécules d'eau porteuses de charge électrique naturelle que la couche inférieure : un déséquilibre de charge existe alors, ce qui crée un courant électrique comparable à celui formé par les éclairs dans les nuages. Une découverte prometteuse, une sorte de mini-foudre qui permettrait de créer une batterie fonctionnant tant que l'humidité est présente dans l'air. Jun Yao explique même que ce processus pourrait permettre de créer des moissonneuses fonctionnant avec des batteries différentes selon le type de région (forêt tropicale ou zone aride).

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