Les piles à combustible tirent leur 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, ils 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 de batterie toxiques et inflammables.

La nouvelle pile à combustible utilise du tissu de carbone pour l’anode et un métal inerte conducteur pour la cathode. L’équipe a utilisé un matériau résistant à l’eau sur la surface de la cathode, lui permettant de fonctionner lorsqu’elle est inondée et garantissant qu’elle sèche après avoir été immergée.

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 fonctionné efficacement, générant 68 fois plus d’électricité que nécessaire pour faire fonctionner ses capteurs. La batterie est également suffisamment robuste pour résister à de grandes fluctuations d’humidité du sol. L’équipe a également connecté le capteur de sol à une petite antenne pour une communication sans fil. Cela permet à la pile à combustible de transmettre des données à une station proche. Il convient de noter que la nouvelle pile à combustible fonctionne non seulement dans des conditions sèches et humides, mais qu’elle dure également environ 120 % plus longtemps que les 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 petites quantités d’énergie pour faire fonctionner un réseau décentralisé d’appareils. Pour trouver une solution, nous avons travaillé sur des piles à combustible microbiennes du sol, qui utilisent des micro-organismes spéciaux pour décomposer le sol et fournir cette petite quantité d’électricité aux capteurs. Tant qu’il y a du carbone organique dans le sol pour que les micro-organismes le décomposent, la pile à combustible peut durer indéfiniment », conclut Yen.

Thu Thao (Selon Interesting Engineering )

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