Les piles à combustible extraient l'énergie du sol

Une équipe de chercheurs de l’Université Northwestern a développé une nouvelle pile à combustible qui capte l’énergie lorsque les micro-organismes décomposent le sol.

Le couvercle de la batterie imprimé en 3D dépasse du sol. Photo : Bill Yen/Université Northwestern — Le couvercle de la batterie imprimé en 3D dépasse du sol. Photo : *Bill Yen/Université Northwestern*

Une batterie alimentée par le sol de la taille d'un petit livre offre une alternative viable aux batteries des capteurs souterrains pour l'agriculture , a rapporté Interesting Engineering le 16 janvier. La nouvelle recherche a été publiée dans la revue Proceedings of the Association for Computing Machinery on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies.

L'équipe d'experts a souligné la durabilité de la nouvelle pile à combustible, évoquant sa capacité à résister à différentes conditions environnementales, notamment les terres arides et les zones inondables.

« Ces micro-organismes sont très abondants et vivent partout dans le sol. Nous pouvons utiliser des systèmes simples pour en extraire de l'électricité. Nous ne pourrons pas alimenter une ville entière avec cette quantité d'électricité. Mais nous pouvons en extraire de petites quantités pour des applications pratiques qui nécessitent peu d'énergie », a déclaré George Wells, membre de l'équipe de recherche.

Les produits chimiques contenus dans les batteries peuvent s’infiltrer dans le sol. La nouvelle technologie constitue donc également une alternative respectueuse de l’environnement, éliminant les problèmes liés aux composants toxiques et inflammables des batteries.

La nouvelle pile à combustible utilise un tissu de carbone pour l'anode et un métal conducteur inerte pour la cathode. L'équipe a appliqué un matériau hydrofuge à la surface de la cathode, lui permettant de fonctionner en immersion et garantissant son séchage après immersion.

Piles à combustible propres en laboratoire (à gauche) et dans le sol (à droite). Photo : Bill Yen/Université Northwestern — Piles à combustible propres en laboratoire (à gauche) et dans le sol (à droite). Photo : *Bill Yen/Université Northwestern*

Le prototype de pile à combustible a bien fonctionné, produisant 68 fois plus d'électricité que nécessaire pour alimenter ses capteurs. La pile était également suffisamment robuste pour supporter d'importantes fluctuations d'humidité du sol. L'équipe a également relié le capteur de sol à une petite antenne pour une communication sans fil, permettant ainsi à la pile à combustible de transmettre des données à une station de base proche. Fait remarquable, la nouvelle pile à combustible a non seulement fonctionné aussi bien en conditions sèches qu'humides, mais a également affiché une durée de vie environ 120 % supérieure à celle des technologies similaires.

« Le nombre d'appareils connectés à l'Internet des objets ne cesse de croître. Si nous imaginons un avenir avec des milliers de milliards de ces appareils, nous ne pouvons pas tous les fabriquer avec du lithium, des métaux lourds et des substances toxiques dangereuses pour l'environnement », a déclaré Bill Yen, qui a dirigé la nouvelle étude.

« Nous devons trouver des alternatives capables de fournir de faibles quantités d'énergie pour alimenter un réseau décentralisé d'appareils. Pour trouver une solution, nous travaillons sur des piles à combustible microbiennes du sol, qui utilisent des micro-organismes spécifiques pour décomposer le sol et fournir cette faible quantité d'électricité aux capteurs. Tant que le sol contient du carbone organique que les micro-organismes peuvent décomposer, les piles à combustible peuvent durer indéfiniment », conclut Yen.

Thu Thao (Selon Interesting Engineering )

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