La promesse puissante d'un nouveau moteur à combustion microscopique déroutant

Les moteurs ont joué un rôle crucial dans l'industrialisation du monde. Il est difficile de penser à une innovation qui a eu plus d'impact.

La tendance actuelle est aux moteurs plus petits et plus efficaces. Il existe des moteurs à réaction de la taille de tasses à café alimentant des avions autonomes et de puissants moteurs électriques qui rendent les hélicoptères pour enfants plus utiles que tout ce qui était possible il y a à peine 10 ans.

Mais il y a de bonnes raisons de penser qu'il est peu probable que les moteurs à combustion deviennent beaucoup plus petits de sitôt. Les moteurs à combustion deviennent extrêmement inefficaces à mesure qu'ils deviennent plus petits car la chaleur s'évacue plus rapidement. C'est le résultat inévitable de la façon dont le volume et la surface changent les uns par rapport aux autres à mesure que les choses deviennent plus petites. (Le même effet est la raison pour laquelle les souris ont du mal à rester au chaud tandis que les éléphants ont du mal à se refroidir.)

Ainsi, la plupart des microactionneurs s'appuient sur d'autres effets pour produire de la force. Il existe deux catégories principales : les forces thermiques, qui ont tendance à être lentes, et les forces électrostatiques, qui ont tendance à être faibles. Ce qu'il faut, c'est quelque chose de plus fort et plus rapide.

Aujourd'hui, Vitaly Svetovoy de l'Université de Twente dit avoir découvert un mécanisme entièrement nouveau pour produire des forces à l'échelle microscopique qui sont à la fois puissantes et rapides. Et bien qu'ils ne comprennent pas encore complètement ce mécanisme, ils pensent qu'il est basé sur la dissociation de l'eau en hydrogène et oxygène gazeux et sa recombinaison en eau.

Ces gars-là ont même construit un micromoteur démontrant le phénomène. Cet actionneur est la première étape vers des moteurs à combustion véritablement microscopiques, disent-ils.

Le nouveau moteur à micro-combustion est simple dans son principe. Il se compose d'une minuscule chambre remplie d'eau et contenant une paire d'électrodes reliées à un circuit. Le passage d'un courant dans le circuit provoque la dissociation de l'eau en oxygène et en hydrogène, qui forment alors des nanobulles.

Bien que ces bulles soient trop petites pour être vues, le volume de gaz augmente considérablement la pression dans la chambre, provoquant la déformation d'une membrane à une extrémité. C'est ce qui génère la force.

Lorsque le courant s'arrête, la pression chute rapidement. Si rapidement, en fait, que les chercheurs ne savent pas vraiment pourquoi. C'est certainement trop rapide pour les processus conventionnels tels que le gaz diffusant hors de la chambre ou se dissolvant dans le liquide.

Mais Svetovoy et pense qu'ils savent ce qui se passe. Leur idée est que lorsque le courant est coupé, l'hydrogène et l'oxygène contenus dans les nanobulles s'enflamment spontanément et redeviennent de l'eau. C'est cette combustion et l'évacuation des gaz qui font chuter la pression si rapidement.

Quel que soit le mécanisme, ils appliquent une tension/courant alternatif à 50 KHz pour créer leur moteur. Cela produit une source constante de bulles pour la combustion et provoque une vibration de va-et-vient de la membrane, qui peut être utilisée pour effectuer un travail. Voila ! Un moteur à combustion microscopique.

C'est un développement passionnant qui promet une myriade de possibilités. Svetovoy et co ne décrivent aucune application potentielle pour leurs nouveaux moteurs à micro-combustion, je laisse donc cela aux lecteurs de Examen de la technologie du MIT . Des idées, s'il vous plaît, dans la section commentaires ci-dessous.

Réf : http://arxiv.org/abs/1402.7101 : Nouveau type de micromoteur utilisant la combustion interne d'hydrogène et d'oxygène

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