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
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Envoyé par ji_louis
