Yao et ses collègues n’ont pas encore trouvé le mécanisme clé pour faire fonctionner leur invention qui va à coup sûr révolutionner le domaine des énergies renouvelables. Le processus est encore à l’étude, mais les minuscules pores du matériau semblent capables de piéger les molécules d’eau flottantes. En se frottant au matériau, les molécules d’eau semblent lui conférer une charge.
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M. Yao a expliqué que, « dans un tel système la plupart des molécules restent près de la surface et déposent beaucoup de charge électrique, tandis que quelques autres pénètrent plus profondément. Il en résulte une différence de charge entre les parties supérieure et inférieure de la couche de matériau ». Le processus n’est pas continu puisqu’au fil des heures, il se produit un phénomène de séparation des charges.
À une échelle beaucoup plus grande et spectaculaire, les nuages d’orage créent également une accumulation de charges électriques opposées qui finissent par se décharger sous forme d’éclairs. Cela signifie qu’en influençant le mouvement des molécules d’eau et en créant les conditions idéales pour la séparation des charges, il est possible de produire de l’électricité.
« Le dispositif peut fonctionner littéralement n’importe où sur Terre », explique M. Yao.
M. Yao et ses collègues ont publié une étude complémentaire en mai 2023, dans laquelle ils ont créé le même type de structure, remplie de nanopores, mais en utilisant une variété de matériaux différents, des flocons d’oxyde de graphène et des polymères aux nanofibres de cellulose dérivées du bois. Ils ont tous fonctionné, avec quelques petites différences. Cela suggère que c’est la structure qui importe, plutôt que le matériau lui-même.
Dans les expériences menées jusqu’à présent, des dispositifs plus fins qu’un cheveu humain ont généré de très petites quantités d’électricité, équivalant à une fraction de volt. Selon M. Yao, il suffirait de fabriquer davantage de matériaux ou d’en relier des morceaux pour obtenir des charges utiles de plusieurs volts et plus. Le matériau pourrait même être fabriqué à partir d’un liquide qui pourrait être pulvérisé sur des surfaces pour fournir une source d’énergie instantanée, suggère-t-il.
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L’humidité pourrait suffire à alimenter des appareils de l’internet des objets, tels que des capteurs, ou de petits appareils électroniques portables. Toute personne cherchant à commercialiser une telle technologie devra prouver qu’elle produit suffisamment d’énergie et qu’elle est compétitive en termes de coûts par rapport aux autres sources d’énergie renouvelables.
L’équipe de Yao est loin d’être la seule à étudier l’air humide en tant que ressource énergétique potentielle. En 2020, un groupe israélien a réussi à produire de l’électricité en faisant passer de l’air humide entre deux pièces de métal. L’air humide a induit une charge dans le métal lorsqu’il a circulé dessus.
