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Après les plantes, l’humidité transformée en énergie à l’université de Tel Aviv

Des chercheurs ont découvert que des tensions électriques se développaient entre deux surfaces métalliques avec une humidité à plus de 60 % : Bientôt des batteries à la vapeur ?

Par SUE SURKES

Les scientifiques israéliens ont d’ores et déjà appris comment produire de l’eau à partir de l’air et vice versa, de l’électricité à partir des plantes. Aujourd’hui, ils semblent déjà être prêts à créer de l’électricité à partir de l’humidité.

La recherche – qui a été dirigée par le professeur Colin Price en collaboration avec le professeur Hadas Saaroni et la doctorante Judi Lax, qui appartiennent tous à l’école Porter de l’université de Tel Aviv d’environnement et de sciences de la terre – s’est basée sur la connaissance selon laquelle l’électricité est générée par une interaction entre les molécules d’eau et les surfaces métalliques.

« Nous avons cherché à exploiter un phénomène qui arrive naturellement – celui de l’électricité créée à partir de l’eau », explique Price. « L’électricité dans les orages n’est générée que par l’eau dans ses différentes phases – vapeur d’eau, gouttes d’eau et glace. Vingt minutes de développement de nuages, c’est grâce à cela qu’on passe des gouttes d’eau à d’énormes décharges électriques – l’éclair, qui fait un demi kilomètre de longueur ».

Au 19e siècle, le physicien anglais Michael Faraday avait découvert que les gouttes d’eau pouvaient charger d’électricité les surfaces métalliques en raison de la friction entre les deux éléments. Une étude plus récente a montré que certains métaux produisaient spontanément une décharge électrique lorsqu’ils étaient exposés à l’humidité.

Travaillant sur les conclusions de découvertes faites précédemment telles que celle-ci, les chercheurs ont décidé de tester la possibilité de fabriquer une minuscule batterie à faible tension en n’utilisant rien d’autre que l’humidité dans l’air.

Ils ont exposé deux métaux différents à des niveaux différents d’humidité, l’un d’entre eux placé à la masse.

« Nous avons découvert qu’il n’y avait pas de tension électrique entre les deux métaux quand l’air était sec », explique Price. « Mais une fois que le niveau relatif d’humidité a dépassé les 60 %, une tension électrique a commencé à se développer entre les deux surfaces de métal isolées. Quand nous avons fait baisser le taux d’humidité à moins de 60 %, ce voltage a disparu. Quand nous avons fait l’expérience à l’extérieur, dans des conditions naturelles, nous avons obtenu le même résultat ».

Il ajoute que « l’eau est une molécule très particulière. Pendant les collisions moléculaires, elle peut transférer une décharge électrique d’une molécule à l’autre. En passant par la friction, elle peut entraîner une sorte d’électricité statique ».

« Nous avons tenté de reproduire de l’électricité en laboratoire et nous avons découvert que les différentes surfaces de métal isolées étaient constituées de différentes quantités de décharge nées de la vapeur de l’eau dans l’atmosphère, mais seulement si l’humidité relative à l’air dépassait les 60 %. C’est un phénomène qui est presque quotidien en Israël pendant l’été, et qui se produit tous les jours dans la majorité des pays tropicaux, » remarque-t-il.

Selon Price, cette étude vient mettre à l’épreuve les idées établies sur l’humidité et sur son potentiel en tant que source d’énergie.

« Les gens savent que l’air chaud entraîne de l’électricité statique et que, parfois, vous prenez une décharge lorsque vous touchez la poignée en métal d’une porte. On pense habituellement que l’eau est un bon conducteur d’électricité mais pas un élément susceptible de créer une décharge sur une surface. Il semble néanmoins que les choses soient différentes une fois que l’humidité relative atteint un certain seuil », explique-t-il.

Les chercheurs ont été en mesure de montrer que l’air humide pouvait être source de charge électrique sur les surfaces d’environ un volt. « Si une pile AA est de 1,5 volt, il pourrait y avoir une application pratique à l’avenir : Développer des piles qui pourront être chargées à partir de la vapeur d’eau dans l’air », note Price.

« Ces résultats pourraient prendre une importance particulière en tant que ressource énergétique renouvelable dans les pays en développement où de nombreuses communautés n’ont toujours pas accès à l’électricité, mais où l’humidité est constamment au-dessus de 60 % ».

Cette recherche, qui a été rendue publique par l’université la semaine dernière, a été publiée dans le journal Nature Scientific Reports au mois de mai.