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 Le futur est entre vos mains

 

 

Le futur est entre vos mains

mercredi, 14 mars 2018 20:18

La chaleur de la Terre, une source d'énergie à portée de main

Il est maintenant possible de récupérer l'énergie de la Terre pour la réutiliser.                                                                             

Il y a de la chaleur partout: venant de vous, de vos appareils électriques et électroniques, et du soleil lui-même. Mais parce que nous n'avons pas le moyen de la capter, la plus grande partie de cette chaleur ambiante est gaspillée. Si seulement nous pouvions exploiter son potentiel, ce qui n'est pas une mince affaire, cela pourrait réduire notre dépendance à l'égard des ressources existantes et atténuer notre impact sur l'environnement. Les chercheurs essayent de résoudre ce casse-tête depuis un moment, et une équipe de l'Université des Sciences et Technologies du Roi Abdullah (KAUST) en Arabie Saoudite vient tout juste de se rapprocher du but- ils ont utilisé un mystérieux phénomène appelé effet tunnel pour y arriver.

La longueur d'ondes...

Le principal obstacle pour pouvoir utiliser la chaleur résiduelle comme source d'énergie c'est qu'elle nécessite une très, très petite antenne pour être captée. La chaleur infrarouge a une très petite longueur d'onde, et plus la longueur d'onde est petite, plus l'antenne nécessaire pour les capter doit être petite. Par exemple, les signaux radio AM ont une longueur d'onde beaucoup plus grande que, disons, les signaux de téléphone mobile: les ondes radio AM sont émises dans la gamme des hertz et les ondes des téléphones mobiles dans celle des mégahertz, ce qui signifie que les signaux des téléphones mobiles sont environ un million de fois plus petits que ceux de la radio. C'est pourquoi votre antenne radio doit être plus longue que celle de votre téléphone. Pour la chaleur infrarouge? On entre dans les térahertz, qui sont un million de fois plus petits que les mégahertz. L'antenne de votre smartphone est vraiment énorme pour capter les ondes infrarouges lointaines.
Mais même après avoir réussi à fabriquer une antenne assez petite, il y a un autre problème: exploiter la chaleur et l'utiliser comme énergie. Les ondes infrarouges sont si petites qu'elles oscillent beaucoup trop vite pour que votre semi-conducteur de base puisse continuer à fonctionner. "Il n'y a aucune diode disponible dans le commerce dans le monde entier qui puisse fonctionner à une telle fréquence", explique Atif Shamim, chercheur au KAUST et responsable du nouveau projet . "C'est pour ça que nous nous sommes tournés vers l'effet tunnel."

L'effet tunnel repose sur un principe de mécanique quantique qui dit que les particules minuscules, comme les électrons, ne se situent pas à un seul endroit à la fois et n'ont pas une vitesse constante - au lieu de ça, ils sont comme des essaims de probabilités. Cela signifie que si un électron est proche d'une barrière, il est tout à fait possible pour lui de - pouf! - apparaître de l'autre côté, simplement parce qu'il y a une certaine probabilité qu'il ait déjà été là dès le début. Il n'y a pas vraiment de «tunnel» dans l'effet tunnel, mais ça y ressemble un peu.

Le seul moyen de sortir c'est de passer à travers

L'effet tunnel se produit le plus souvent quand une barrière sépare deux matériaux conducteurs - les particules «creusent un tunnel» à travers la barrière et continuent à avancer. L'équipe du KAUST a créé une diode métal-isolant-métal (MIM) en plaçant une barrière isolante en oxyde d'aluminium entre une couche conductrice d'or d'un côté et de titane de l'autre. Parce que cette barrière mesure seulement un nanomètre d'épaisseur, elle est capable de transformer de très, très petites longueurs d'onde comme celles de la chaleur infrarouge en courant électrique utilisable. Pour guider l'énergie vers la barrière, l'équipe a créé une nanoantenne en forme de nœud papillon qui entoure la barrière entre deux bras métalliques qui se chevauchent.

L'équipe a prouvé que leur appareil pouvait fonctionner en le filmant avec un laser infrarouge. Il a réussi à produire de la tension - pas une tonne de courant, mais assez pour montrer que ce n'était pas juste un coup de chance. «Ce n'est que le début, c'est une preuve de concept», explique Shamim . "Nous pourrions connecter des millions de ces appareils pour augmenter la production globale d'électricité".

retrouvez l'article original d'Ashley Hamer sur Curiosity .

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