Une énergie prometteuse à partir des micros champs magnétiques qui nous entourent
L’équipe de Penn State a développé un composant qui utilise les champs magnétiques de faible niveau des équipements électriques environnant. Cette énergie est ensuite utilisée pour alimenter les réseaux de capteurs. Le générateur est aussi fin que du papier et mesure 35 mm de long. Il peut être placé sur ou à proximité d’appareils, de lumières ou de cordons d’alimentation, là où les micros champs magnétiques sont les plus puissants, sachant qu’ils se dissipent fortement dès que l’on s’éloigne de la source de courant.
Le capteur utilise deux procédés; le premier est un composite d’un matériaux magnétostrictif qui convertit un champ magnétique en contrainte, et le second est piézoélectrique pour convertir la contrainte, ou les vibrations, en un champ électrique. La combinaison des deux permet au composant de transformer un champ magnétique en courant électrique.
Le générateur produit une puissance de l’ordre du milliwatt dans un champ magnétique parasite inférieur à 300 μT. Pour des champs magnétiques inférieurs à 50 μT, cette puissance est suffisante pour alimenter des réseaux de LED et pour faire fonctionner une horloge numérique sans charger de condensateur. Le dispositif a une structure en forme de poutre avec une extrémité serrée et l’autre libre de vibrer en réponse à un champ magnétique appliqué. Un aimant monté à l’extrémité libre du faisceau amplifie le mouvement et contribue à une plus grande production d’électricité.
Pour Min Gyu Kang, professeur adjoint de recherche à Penn State et co-auteur principal de l’étude « Ces résultats fournissent des avancées significatives vers une alimentation durable pour les capteurs intégrés et les systèmes de communication sans fil».
Shashank Priya professeur de science et d’ingénierie des matériaux et Vice-président associé pour la recherche à Penn State ajoute : » Cette énergie est omniprésente dans nos maisons, nos bureaux, nos espaces de travail et nos voitures et nous avons la possibilité de récolter ce bruit de fond et de le convertir en électricité. Dans les bâtiments, en automatisant de nombreuses fonctions, nous améliorons réellement l’efficacité énergétique. Aux États-Unis comme ailleurs dans le monde, les bâtiments sont l’un des plus gros consommateurs d’électricité. Ainsi, une baisse de quelques pour cent de la consommation d’énergie représente ou se traduit par des mégawatts d’économies. Les capteurs sont ce qui permettra d’automatiser ces contrôles, et cette technologie est un moyen réaliste d’alimenter ces capteurs. La beauté de cette recherche est qu’elle utilise des matériaux connus, mais conçoit l’architecture pour maximiser fondamentalement la conversion du champ magnétique en électricité. Ce qui permet d’atteindre une densité de puissance élevée sous des champs magnétiques de faible amplitude. »
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