Si vous vous êtes déjà vu à travers une caméra thermique, vous savez que votre corps produit beaucoup de chaleur. Il s’agit en fait d’un déchet de notre métabolisme. Chaque pied carré du corps humain dégage de la chaleur équivalent à environ 19 matchs par heure.
Malheureusement, une grande partie de cette chaleur s’échappe simplement dans le atmosphère. Ne serait-il pas formidable si nous pouvions l’exploiter pour produire énergie? Mes recherches ont montré que cela serait effectivement possible. Mes collègues et moi sommes découvrir des moyens de capter et de stocker la chaleur corporelle pour produire de l’énergie, en utilisant des matériaux respectueux de l’environnement.
L’objectif est de créer un appareil capable à la fois de générer et de stocker de l’énergie, agissant comme une banque d’alimentation intégrée pour les technologies portables. Cela pourrait permettre à des appareils tels que des montres intelligentes, des trackers de fitness ou des trackers GPS de fonctionner beaucoup plus longtemps, voire indéfiniment, en exploitant notre chaleur corporelle.
Notre corps n’est pas le seul à produire de la chaleur perdue. Dans notre monde technologiquement avancé, une quantité importante de chaleur résiduelle est générée quotidiennement, depuis les moteurs de nos véhicules jusqu’aux machines qui fabriquent des biens.
Généralement, cette chaleur est également rejetée dans l’atmosphère, ce qui représente une opportunité manquée importante de récupération d’énergie. Le concept émergent de «récupération de chaleur perdue » vise à remédier à cette inefficacité. En exploitant cette énergie autrement gaspillée, les industries peuvent améliorer leur efficacité opérationnelle et contribuer à un environnement plus durable.
Regarder dessus
Le effet thermoélectrique est un phénomène qui peut aider à transformer la chaleur en électricité. Cela fonctionne en faisant en sorte qu’une différence de température produise un potentiel électrique, lorsque les électrons circulent du côté chaud vers le côté froid, générant ainsi de l’énergie électrique utilisable.
Conventionnel matériaux thermoélectriquescependant, sont souvent fabriqués à partir de cadmium, plomb ou mercure. Ceux-ci comportent des risques environnementaux et sanitaires qui limitent leurs applications pratiques.
Le pouvoir du bois
Mais nous avons découvert que vous pouvez également créer des matériaux thermoélectriques à partir du bois, offrant ainsi une alternative plus sûre et durable.
Le bois fait partie intégrante des civilisations humaines depuis des siècles, servant de source de matériaux de construction et de combustible. Nous découvrons le potentiel des matériaux dérivés du bois pour convertir la chaleur résiduelle, souvent perdue dans les processus industriels, en électricité précieuse.
Cette approche améliore non seulement l’efficacité énergétique, mais redéfinit également la façon dont nous considérons les matériaux du quotidien comme des composants essentiels des solutions énergétiques durables.
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Notre équipe de l’Université de Limerick, en collaboration avec l’Université de Valence, a développé une méthode durable pour convertir la chaleur perdue en électricité en utilisant des produits du bois irlandais, en particulier ligninequi est un sous-produit de l’industrie papetière.
Notre étude montre que les membranes à base de lignine, lorsqu’elles sont trempées dans une solution saline, peuvent convertir efficacement la chaleur perdue à basse température (inférieure à 200°C) en électricité. La différence de température à travers la membrane de lignine provoque le déplacement des ions (atomes chargés) dans la solution saline. Les ions positifs dérivent vers le côté le plus froid, tandis que les ions négatifs se déplacent vers le côté le plus chaud. Cette séparation des charges crée une différence de potentiel électrique à travers la membrane, qui peut être exploitée sous forme d’énergie électrique.
Depuis environ 66 % de la chaleur résiduelle industrielle se situe dans cette plage de température, cette innovation présente une opportunité significative pour des solutions énergétiques respectueuses de l’environnement.
Cette nouvelle technologie a le potentiel de faire une grande différence dans de nombreux domaines. Des secteurs tels que l’industrie manufacturière, qui produisent de grandes quantités de chaleur résiduelle, pourraient bénéficier d’avantages majeurs en transformant cette chaleur résiduelle en électricité. Cela les aiderait à économiser de l’énergie et à réduire leur impact sur l’environnement.
Cette technologie pourrait être utilisée dans divers contextes, depuis la fourniture d’électricité dans des zones reculées jusqu’à l’alimentation de capteurs et d’appareils dans les applications quotidiennes. Sa nature écologique en fait également une solution prometteuse pour la production d’énergie durable dans les bâtiments et les infrastructures.
Le problème du stockage
Capter l’énergie de la chaleur perdue n’est que la première étape ; le stocker efficacement est tout aussi essentiel. Supercondensateurs sont des dispositifs de stockage d’énergie qui chargent et déchargent rapidement l’électricité. Cela les rend essentiels pour les applications nécessitant une fourniture d’énergie rapide.
Cependant, leur dépendance aux combustibles fossiles carbone Ces matériaux soulèvent des préoccupations en matière de durabilité, soulignant la nécessité d’alternatives renouvelables dans leur production.
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Notre groupe de recherche a découvert que le carbone poreux à base de lignine peut servir d’électrode dans les supercondensateurs pour le stockage de l’énergie générée par la récupération de la chaleur perdue à l’aide d’une membrane de lignine.
Ce processus permet à la membrane de lignine de capter et de convertir la chaleur perdue en énergie électrique, tandis que la structure poreuse du carbone facilite le mouvement et le stockage rapides des ions. En proposant une alternative verte qui évite les produits chimiques nocifs et le recours à combustibles fossilescette approche offre une solution durable pour le stockage de l’énergie à partir de la chaleur perdue.
Cette innovation dans la technologie de stockage d’énergie pourrait tout alimenter, du consommateur électroniquetechnologie portable pour véhicules électriques.
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