Les systèmes énergétiques qui alimentent nos vies gaspillent également beaucoup de chaleur : pensez aux pertes dues aux conduites d’eau chaude des bâtiments et aux tuyaux d’échappement des véhicules. Des scientifiques de la Penn State University ont développé un nouveau générateur thermoélectrique flexible capable de s'enrouler autour des tuyaux et autres surfaces chaudes et de convertir la chaleur perdue en énergie. Cela fonctionne mieux que prévu.
"Une grande partie de la chaleur générée lorsque nous utilisons de l'énergie est essentiellement perdue, souvent dans l'environnement", explique Shashank Priya, professeur de science et d'ingénierie des matériaux à Penn State. "Nous n'avons jamais eu de méthodes accessibles pour piéger et convertir cette chaleur en énergie utile sous des formes flexibles."
Et aujourd'hui?
Les chercheurs s'efforcent d'augmenter l'efficacité des générateurs thermoélectriques, qui convertissent les changements de température en électricité. Qu’ont-ils obtenu ? Un nouveau procédé de fabrication pour produire des appareils flexibles qui récupèrent la chaleur perdue et la convertissent en énergie de manière très efficace. Une découverte qui pourrait avoir un grand impact sur le développement des générateurs thermiques et électriques.
Générateur flexible, énergie personnalisée
Les appareils flexibles n'ont pas besoin d'être collés sur un support rigide, et ils s'adaptent mieux aux surfaces courbes comme celles des canalisations : efficacité garantie.
Lors d'essais menés sur une cheminée, les scientifiques rapporté à Applied Materials & Interfaces que le nouveau générateur possédait une densité de puissance supérieur à 150% par rapport aux autres technologies de pointe. Lorsqu'il est testé sur une surface chaude, une version agrandie avec des dimensions d'un peu plus de 19 centimètres carrés (3 pouces carrés) a maintenu un avantage de densité de puissance de 115 %.
« Imaginez une centrale électrique industrielle avec des tuyaux de plusieurs centaines de mètres de long », explique Priya. « Si nous pouvons enrouler ce générateur autour d’aussi grandes surfaces, nous pouvons générer des kilowatts d’énergie à partir de chaleur gaspillée. La chaleur qui aujourd'hui est tout simplement jetée. »
Comment ces dispositifs flexibles sont fabriqués
Les modules thermoélectriques qui composent ce générateur "sur mesure" de energia elles sont constituées de groupes de nombreux petits couples, assimilables à des tables à deux pieds. Beaucoup de ces paires à deux pattes sont reliées entre elles pour former un appareil plat et carré.
Le générateur de test se compose de 72 paires. Son efficacité montre la possibilité de construire des générateurs thermoélectriques à grande échelle qui ne perdent ni en performances ni en densité de puissance lors de la mise à l'échelle vers des tailles plus grandes.
D'ici quelques années, compte tenu des prix de certaines sources, de tels appareils pourraient faire la différence.
