L’eau salée qui coule sur de la rouille génère de l’électricité

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Il n’est pas rare de trouver de la rouille autour de l’eau salée, mais à présent, l’appariement pourrait être utile. Des chercheurs de Caltech et de la Northwestern University ont découvert que de l’électricité peut être produite lorsque de l’eau salée s’écoule sur de minces pellicules de rouille.

Générer de l’électricité avec de la rouille

L’eau salée est un ingrédient commun dans les batteries, généralement sous forme d’électrolyte. Il apparaît dans de simples lampes alimentées à l’eau de mer, d’énormes batteries à flux redox et même dans une centrale de production d’énergie osmotique expérimentale.

Mais ce nouveau système fonctionne sur un principe différent de tous ces exemples. Plutôt que des réactions chimiques, la rouille génère de l’électricité en utilisant l’effet électrocinétique, ou l’énergie du mouvement de l’eau lorsqu’elle passe. Fondamentalement, cela fonctionne parce que les ions dans l’eau salée attirent les électrons dans le fer sous la couche de rouille. Lorsque l’eau salée et ses ions s’écoulent, cette attraction entraîne les électrons de fer et produit un courant électrique.

Ce même effet a déjà été observé avec du graphène au lieu du fer et de la rouille, mais le problème est que le graphène est difficile à fabriquer et à adapter à une utilisation à grande échelle. Produire de grandes dalles de fer, puis laisser la rouille se développer, sont des techniques que les pratiques industrielles actuelles sont déjà en mesure de gérer.

Pour s’assurer que la rouille se forme en couches minces et uniformes, l’équipe a utilisé un processus appelé dépôt physique en phase vapeur (PVD). La vapeur d’oxyde de fer était condensée à la surface à une épaisseur uniforme de 10 nanomètres. Ensuite, l’équipe l’a testée avec des solutions d’eau salée de différentes concentrations.

Une technique était étonnamment efficace

Ils ont découvert que cette technique était étonnamment efficace pour convertir l’énergie cinétique en électricité – environ 30% – et pouvait générer quelques dizaines de millivolts et plusieurs microampères par centimètre carré de fer rouillé. Cela suggère qu’une plus grande surface pourrait générer des quantités utiles d’électricité.

« Des plaques d’une superficie de 10 mètres carrés chacune généreraient quelques kilowatts par heure – ce qui est suffisamment pour une maison américaine standard », déclare Tom Miller, coauteur de l’étude. « Bien sûr, les applications moins exigeantes, y compris les périphériques à faible consommation dans les régions éloignées, sont plus prometteuses à court terme. »

Cela pourrait ensuite être utilisé pour générer de l’énergie dans ou près de l’océan, voire dans le corps humain.

Pour alimenter des implants dans le corps humain

« Par exemple, l’énergie marémotrice, ou des objets flottant dans l’océan, tels que des bouées, pourraient être utilisés pour la conversion passive d’énergie électrique », déclare M. Miller. « Vous avez de l’eau salée qui coule dans vos veines sous forme d’impulsions périodiques. Cela pourrait être utilisé pour générer de l’électricité afin d’alimenter des implants. »

Cette recherche a été publiée dans la revue PNAS.

Source : Caltech
Crédit photo : Pixabay

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