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Des scientifiques ont créé un appareil qui produit de l'électricité « à partir de l'air »
Grâce à des nanofils de protéines

Le , par Axel Lecomte

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Pour limiter le réchauffement climatique, les pays se fixent de nombreux objectifs pour réduire leurs émissions de gaz à effet de serre. Si les énergies fossiles sont toujours les plus utilisées jusqu'à présent, les énergies renouvelables gagnent du terrain petit à petit. D'ailleurs, l'ONU avait proposé en 2011 de fixer comme objectif une part des énergies renouvelables de 30 % de l'énergie utilisée en 2030, si ce taux était de 13 % en 2010.

Plusieurs alternatives aux énergies fossiles sont déjà développées (solaire, éolienne, photovoltaïque...) et d'autres sont encore au stade d'étude. Parmi elles figure une technologie mise au point par des scientifiques de l'Université de Massachusetts (UMass) à Amherst, qui consiste à utiliser les nanofils d'une protéine bactérienne afin de générer de l'électricité dans un environnement ambiant. Les résultats de leurs études ont été publiés dans la revue Nature le 17 février dernier.

La protéobactérie en question est Geobacter sulfurreducens. Derek Lovley, microbiologiste de l'Umass, un des auteurs de l'étude, a découvert cette bactérie en 1987 dans la boue de la rivière Potomac. Et en l'étudiant, il a pu démontrer qu'elles peuvent créer des nanofils conducteurs d'électricité. Après avoir cherché tous les moyens pour exploiter au mieux cette propriété, Lovley et son équipe de chercheurs ont fini par fabriquer l'appareil qu'ils ont appelé Air-gen.

« J'ai vu que lorsque les nanofils étaient en contact avec des électrodes d'une manière spécifique, les appareils généraient un courant. J'ai trouvé que cette exposition à l'humidité atmosphérique était essentielle et que les nanofils de protéines adsorbaient l'eau, produisant un gradient de tension à travers l'appareil », rappelle le chercheur.


« Nous produisons littéralement de l'électricité à partir de l'air (…) L'Air-gen génère une énergie propre 24h/24 et 7/7 », souligne de son côté Jun Yao, un des concepteurs de l'appareil.

L'Air-gen est composé d'un film de nanofils d'une dizaine de microns d'épaisseur, placé entre deux électrodes, l'une au-dessus et l'autre au-dessous. Le film absorbe la vapeur d'eau de l'air environnant, permettant à l'appareil de produire un courant électrique entre les deux électrodes.

Jun Yao précise que « l'appareil produit une tension soutenue d'environ 0,5 volt à travers un film de 7 micromètres d'épaisseur, avec une densité de courant d'environ 17 microampères par centimètre carré ». « La connexion de plusieurs appareils permet d'augmenter linéairement la tension et le courant de l'électronique de puissance. Nos résultats démontrent la faisabilité d'une stratégie de récolte d'énergie continue qui est moins limitée par l'emplacement ou les conditions environnementales que d'autres approches durables », ajoute-t-il.

Actuellement, l'appareil est en mesure d'alimenter de petits appareils électroniques selon ses concepteurs. Mais ils envisagent de le commercialiser prochainement. L'Air-gen sera destiné à des appareils portables électroniques comme les moniteurs de santé, les montres intelligentes ou même les smartphones.


D'après 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, nous pouvons développer des générateurs autonomes à air qui fournissent de l'électricité hors réseau. Une fois que nous aurons atteint une échelle industrielle pour la production de fil, je m'attends à ce que nous puissions fabriquer de grands systèmes qui apporteront une contribution majeure à la production d'énergie durable ».

Sources : UMass, Nature

Et vous ?

Que pensez-vous de cette technologie ?
Quels pourraient être les freins à son développement rapide ?

Voir aussi :

Des chercheurs créent un fil électrique plus fin qu'un cheveu. La mise au point des transistors de la taille d'un atome bientôt possible ?
Morgan Stanley : les énergies renouvelables seront l'option la meilleur marché dans 3 ans. Une aubaine pour les datacenters des géants de la tech ?
USA : le solaire en passe de conduire la croissance des énergies renouvelables, propulsée par l'engagement des géants du Web comme Apple, Google...
Google va investir des sommes record dans les énergies renouvelables, selon une annonce qui est intervenue juste avant la grève mondiale du climat

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Avatar de ji_louis
Membre régulier https://www.developpez.com
Le 27/02/2020 à 12:58
Puisque l'appareil produit une différence de potentiel électrique à partir des molécules d'eau de l'air ambiant, il y a 2 dangers possibles selon le fonctionnement de l'appareil une fois le système mis à grande échelle:
- Soit il dissocie les molécules en hydrogène et oxygène, et une production continue d'hydrogène dans l'atmosphère risque de la rendre explosive. Je ne crois pas trop à cette hypothèse parce qu'il faudrait un apport d'énergie pour casser les molécules d'eau, énergie restituée de façon explosive lors de l'assemblage O2 + 2 H2 = 2 H2O
- Soit il utilise l'ionisation résiduelle de l'eau pour en tirer un flux d'électrons, et l'eau traitée devient plus acide ou plus basique (présence de davantage d'ions H3O+ ou OH-). A long terme, l'atmosphère devient donc plus agressive (peau, muqueuses, yeux, etc), donc il faut un espace ventilé. De plus, une plus grande présence d'ions implique une plus grande corrosion, donc la durabilité de la chose est... très hypothétique.

Rappelons que l'invention de la machine à vapeur à usage des transports (fin XVIIIème - début XIXème siècle) a eu pour effet bénéfique de faire baisser (jusqu'à éliminer) les dépôts de crotins et bouses des animaux de traits qui polluaient les rues. Conséquence inatendue, Londres est devenue au milieu du XIXème siècle la ville la plus polluée du monde par les fumées des machines à vapeur, jusqu'à interdire l'établissement de nouvelles usines (sur plainte des ambassadeurs français et américains qui trouvaient l'air irrespirable).

Le remplacement des sources d'énergies fossiles par des sources renouvelables devrait réduire certains problèmes (pollution atmosphérique, acidification des océans, augmentation de l'effet de serre) mais en créer d'autres (intermittence des apports d'énergie, concurrence de l'emploi des surface entre l'alimentation et la production d'énergie, difficulté de certains recyclages, ségrégation grandissante entre ceux qui pourront consommer beaucoup d'énergie et les autres, etc).
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Avatar de Jon Shannow
Membre extrêmement actif https://www.developpez.com
Le 27/02/2020 à 13:27
Citation Envoyé par ji_louis Voir le message

Rappelons que l'invention de la machine à vapeur à usage des transports (fin XVIIIème - début XIXème siècle) a eu pour effet bénéfique de faire baisser (jusqu'à éliminer) les dépôts de crotins et bouses des animaux de traits qui polluaient les rues. Conséquence inatendue, Londres est devenue au milieu du XIXème siècle la ville la plus polluée du monde par les fumées des machines à vapeur, jusqu'à interdire l'établissement de nouvelles usines (sur plainte des ambassadeurs français et américains qui trouvaient l'air irrespirable).

Le remplacement des sources d'énergies fossiles par des sources renouvelables devrait réduire certains problèmes (pollution atmosphérique, acidification des océans, augmentation de l'effet de serre) mais en créer d'autres (intermittence des apports d'énergie, concurrence de l'emploi des surface entre l'alimentation et la production d'énergie, difficulté de certains recyclages, ségrégation grandissante entre ceux qui pourront consommer beaucoup d'énergie et les autres, etc).
En toute logique, la règle devrait être : "Entre deux maux, il faut choisir le moindre". Hélas, dans notre société, la règle est : "Entre deux maux, il faut choisir celui qui rapporte le plus, et tant pis pour les conséquences..."
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Avatar de strato35
Membre confirmé https://www.developpez.com
Le 27/02/2020 à 12:35
Le film absorbe la vapeur d'eau de l'air environnant
Est-ce qu'une fois appliqué sur une grande surface, ça pourrais jouer le rôle d'un déshumidificateur ?

Est-ce qu'il peut arriver à saturation comme un déshumidificateur ? ('fin à saturation .. comme quand le bac est plein quoi ..)

Je suis curieux des réponses et des effets secondaires d'une application sur un mur comme dans l'exemple des maisons, non pas en mal hein, juste curieux de voir si ça change quelque chose ou non concernant l'humidité de l'air de la maison.
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Avatar de Steinvikel
Membre émérite https://www.developpez.com
Le 27/02/2020 à 20:24
Je recoupe avec les 2 premiers commentaires... le film absorbe la vapeur d'eau pour créer de l'électricité... quel est le rejet de ce système ?
PS : Ca n'est pas précisé dans l'abstract.
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Avatar de pmithrandir
Expert éminent https://www.developpez.com
Le 27/02/2020 à 22:06
Je comprend dans l article que l eau est plus un catalyseur qu un consommé.

Film tout seul: non conducteur
Film humide : conducteur

Est ce qu il y a vraiment une perte?
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Avatar de Wotan
Nouveau membre du Club https://www.developpez.com
Le 02/03/2020 à 9:51
C'est clair qu'on aimerait plus de clarté sur l'origine de cette énergie électrique ?! Ça ressemble à un hoax
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Avatar de Steinvikel
Membre émérite https://www.developpez.com
Le 29/02/2020 à 10:19
il est dit que ça utilise des "nano-fils de bactéries", pas des "bactéries"... je vois mal un système générateur d'électricité présenter des processus catalytiques spontanés ...ou alors ça pompe en plus de la vapeur d'eau : la température ambiante, la lumière, les sons... ou peut-être simplement que les fils ce frottants via les turbulences de l'air, créent de l'électricité statique, que l'eau se charge de conduire.

Bref, trop de non-dit pour clairement définir ce que fait ce système.
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