La batterie au graphène transforme la chaleur ambiante en courant électrique

Voici une idée intéressante pour une batterie. La vitesse thermique des ions en solution aqueuse est énorme – des centaines de mètres par seconde à température ambiante. Et pourtant, peu de gens ont étudié ce processus ou son potentiel à générer du courant.

Avancez Zihan Xu à l'Université polytechnique de Hong Kong et quelques amis qui ont non seulement étudié ce processus, mais qui le maîtrisent apparemment aussi.

Ces gars-là ont créé un circuit composé d'une LED connectée à une bande de graphène par un fil. Ils ont simplement placé le graphène dans une solution de chlorure de cuivre et ont observé. Effectivement, la LED s'allume. (En fait, ils avaient besoin de six de ces circuits de graphène en série pour générer les 2 V nécessaires pour allumer la LED, mais vous voyez l'image.)

Voici ce qui se passe, selon Zihan et co. Les ions de cuivre, qui ont une double charge positive, se déplacent à travers la solution à une vitesse d'environ 300 mètres par seconde grâce à l'énergie thermique de la solution à température ambiante.

Lorsqu'un ion s'écrase sur la bande de graphène, la collision génère suffisamment d'énergie pour expulser un électron délocalisé du graphène.

L'électron a alors deux options : il peut soit quitter la bande de graphène et se combiner avec l'ion cuivre, soit traverser la bande de graphène et entrer dans le circuit.

Il s'avère que la mobilité des électrons est beaucoup plus élevée dans le graphène qu'elle ne l'est dans la solution, de sorte que l'électron choisit naturellement la route à travers le circuit. C'est ce qui allume la LED.

Les électrons libérés préfèrent voyager à travers la surface du graphène… au lieu d'aller dans la solution d'électrolyte. C'est ainsi que la tension a été produite par notre appareil, disent Zihan and co.

L'énergie générée par cet appareil provient donc de la chaleur ambiante. Ces gars-là disent qu'ils ont pu augmenter le courant en chauffant la solution et aussi en accélérant les ions de cuivre avec des ultrasons. Ils prétendent même avoir fait fonctionner leur batterie au graphène pendant 20 jours uniquement à la chaleur ambiante.

Mais il y a un point d'interrogation important. Une hypothèse alternative est qu'une sorte de réaction chimique génère le courant, tout comme dans une batterie ordinaire.

Cependant, Zihan et ses collègues disent qu'ils ont exclu cela avec quelques expériences de contrôle. Cependant, ceux-ci sont décrits dans certains documents supplémentaires qu'ils ne semblent pas avoir mis sur l'arXiv. Ils devront rendre cela disponible avant que d'autres ne prennent la réclamation au sérieux, bien sûr.

Pris à leur valeur nominale, cependant, cela semble être un résultat extrêmement important. D'autres ont généré du courant dans le graphène simplement en faisant passer de l'eau en mouvement dessus, il n'est donc pas vraiment surprenant que les ions en mouvement puissent également faire le travail.

Cela ouvre la perspective de batteries propres et vertes alimentées uniquement par la chaleur ambiante. Comme le disent modestement Zihan et ses collègues : il s'agit d'une énorme avancée pour la recherche de technologies d'auto-alimentation.

Espérons qu'ils aient raison. Mais pour le moment du moins, le jury doit rester indécis.

Réf : arxiv.org/abs/1203.0161 : La batterie au graphène auto-chargée récupère l'électricité à partir de l'énergie thermique de l'environnement

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