Ce prototype d'accumulateur fonctionne depuis quatre mois sans interruption
et a maintenu allumée cette lampe à LEDs pendant tout ce temps.
Branché sur le circuit, le voltmètre affiche la valeur de 3,9 volts.
C'est l'idée de trois chercheurs de l'Université Nord Antsiranana
qui ont réalisé une batterie qui fonctionne selon ce principe depuis
plus de 4 mois sans interruption pour un coût dérisoire : une solution
au problème de l'énergie ?
En ces temps de pénuries d'électricité chroniques, au plan
local, et de crise mondiale, avec en arrière plan la question de
l'épuisement prochain des ressources disponibles, trois chercheurs de
l'Université Nord d'Antsiranana, le Pr Mamiharijaona Ramaroson, le Pr
Jean Marie Razafimahenina, et le Professeur Andrianirina Charles
Bernard, ont trouvé une solution originale et économique pour produire
de l'énergie : récupérer celle de l'action de la corrosion naturelle des
métaux dans l'eau de mer.Des mois de recherches, d'essais et de tâtonnement ont été nécessaires, mais les résultats sont là : depuis plus de quatre mois, le prototype d'accumulateur à oxydoréduction par eau de mer fonctionne et il a maintenu allumée une petite lampe torche à LEDs jour et nuit pendant tout ce temps, avec une perte de puissance de seulement moins de 10%. Seul entretien : compléter le niveau d'eau de mer une fois tous les deux mois environ...
Principe
L'idée de départ est que la dégradation des métaux quand ils sont plongés dans l'eau de mer, communément appelée « rouille » - « oxydoréduction » pour les scientifiques - est une réaction chimique qui induit un déséquilibre électronique, c'est à dire qu'il crée un courant électrique.Ce phénomène est bien connu, notamment par les marins, qui doivent coller aux coques en acier de leurs navires des pièces de métal dites « sacrificielles » qui se dégradent en premier sous l'action de ce phénomène et évitent que ce soit la coque qui ne s'abîme.
Et si on savait jusque là s'en prémunir, personne n'avait jusque là imaginé de solution simple pour tirer parti de cette réaction. Des chercheurs américains travaillent actuellement sur une idée assez proche mais basée sur du lithium, un métal rare, cher, nocif, et qui se dissout rapidement. De plus, leur accumulateur doit être immergé dans l'eau de mer à une certaine profondeur, ce qui entraine des coûts logistiques importants.
Le prototype réalisé par le Pr Mamiharijaona Ramaroson et le Pr Jean Marie Razafimahenina a les caractéristiques suivantes : tension à circuit ouvert : Uco = 3 volts, intensité du courant de court circuit : Icc=1 ampère. Cette cellule a produit de l'électricité sans interruption pendant quatre mois, 24 heures sur 24. La lampe alimentée par ce courant reste illuminée avec la même intensité lumineuse. La cellule, d'une durée de vie estimée de 50 ans, utilise 250 ml d'eau de mer. Selon ces professeurs, l'installation ne présente aucun danger ni de risque pour l'environnement, car les produits de la réaction chimique des éléments constitutifs de la cellule ne sont pas nocifs.
Le Professeur RAMAROSON Mamiharijaona (à gauche), Dr. HDR en Métallurgie, professeur à l'Ecole Supérieure Polytechnique d'Antsiranana et le Professeur RAZAFIMAHENINA Jean Marie (à droite), du Laboratoire d'Electronique Industriel ESPA/UNA de l'Université Nord d'Antsiranana
Applications
Si le courant produit a une valeur très faible, il est tout à fait envisageable d'additionner des éléments pour obtenir la puissance nécessaire à des applications domestiques. De plus, de grands progrès sont réalisés actuellement dans toutes les applications utilisant du courant de faible intensité pour répondre notamment à la demande croissante de matériels compatibles avec l'utilisation de l'énergie solaire, qui elle aussi ne produit que des courants très faibles et pour laquelle toute une gamme d'appareils en 12v ont été développés. Le Professeur Ramaroson Mamiharijaona travaille actuellement sur l'élaboration d'un nouveau prototype dont les éléments seront façonnés cette fois en plaques, de façon à maximiser les surfaces de contact tout en restreignant le volume nécessaire (voir schéma de principe). Cet accumulateur devait pouvoir alimenter pendant plusieurs mois (années ?) une petite installation domestique de brousse comprennant par exemple quelques lampes à LEDs, une petite radio, et un chargeur de téléphone mobile.Un des principaux avantages du système est son faible prix de revient : Madagascar est un des premiers producteurs mondiaux de graphite, qui est utilisé pour la cathode, et son coût est très bas (700€/tonne). La filière locale aurait cependant à ête développée.
Développement
Les Professeurs Ramaroson, Razafimahenina et Andrianirina sont en cours de dépôt de brevet pour leur invention. Cette procédure, longue et difficile, qui nécessite de nombreuses vérifications auxquelles ont participé des étudiants de l'ESPA. Le Professeur Rakotomaria Etienne, chimiste à Antanarivo apporte une aide précieuse dans les démarches relatives au dépôt du brevet.Cette étape est un préalable incontournable à la mise en exploitation du procédé. Mais une fois qu'il sera enregistré, de nombreuses perspectives s'ouvrent aux chercheurs : l'appui à la création d'entreprises par des jeunes diplômés pour produire les accumulateurs notamment.
Fiers de leur réussite, ces chercheurs souhaitent que leur démarche fasse école. Mais pour que cela soit rendu possible, il est necessaire que l'Etat Malagasy s'implique en finançant des programmes de recherche applicatifs, tels qu'un système d'électrification à l'intention des communautés rurales, ou pour des micro entreprises.
C'est surtout un signe extrêment positif que donnent ces enseignants chercheurs en démontrant qu'il est possible aux universitaires, malgré toutes les difficultés que rencontre cette profession en cette période de crise, de continuer à effectuer des recherches et obtenir, parfois, des résultats d'une portée universelle.
Le Laboratoire d'Electronique Industriel ESPA/UNA de l'Université Nord d'Antsiranana
source
Couvrir
13 % des besoins mondiaux grâce à une EnR, vous imaginez ? Et bien ça
n’est théoriquement plus un rêve ! Une équipe de recherche de
l’université de Stansford menée par Yi Cui a en effet mis au point une
batterie pas comme les autres, puisqu’elle fonctionne grâce à de l’eau
douce et de l’eau salée.Bon d’accord, produire de l’électricité en jouant sur la différence de salinité, ça ne date pas vraiment d’hier. Le but des recherches de Yi Cui, est de pouvoir exploiter ce potentiel énergétique encore peu utilisé. Pour cela, ils ont mis au point une batterie à mélange entropique. Je suis d’accord, son nom ne nous éclaire pas vraiment sur son fonctionnement…
Pour comprendre comment fonctionne cette pile, sans être trop technique je vous rassure, il faut savoir que l’eau douce et l’eau salée ont une tendance naturelle à se mélanger. Les ions présents dans l’eau salée passent dans l’eau douce afin d’avoir une concentration homogène dans tout le liquide. Tout cela grâce à l’énergie naturelle dite de mélange.
Mais la pile dans tout ça me direz-vous… En gros, les deux électrodes qui composent la pile sont trempées dans l’eau de mer. Les ions (le sel) passent alors dans les électrodes. On peut dès lors utiliser cette batterie. L’électricité est née ! Une fois la pile déchargée, on la trempe dans l’eau douce pour rincer les électrodes et ainsi retirer les ions. Le cycle peut recommencer.
Cette batterie, dont le rendement est estimé à 85 % au maximum, pourrait être utilisée par exemple dans une centrale estuarienne, là où l’eau douce du fleuve rencontre l’eau salée de la mer. Yi Cui estime qu’une utilisation à grande échelle pourrait couvrir 13 % des besoins mondiaux. Sa pile à eau a donc un bel avenir devant elle !
Photo : Олександр
Une société américaine développe actuellement des batteries
composées de lithium et d’eau de mer. Actuellement sur le banc d’essai,
elles pourraient équiper les bateaux électriques d’ici deux ans.
Cela ressemble à de la Science-Fiction, mais pourrait être une réelle révolution. Polyplus, société américaine, prévoit la commercialisation de ses batteries hors du commun d’ici deux ans, à l’heure où les premières « batteries à eau de mer » (seawater batteries) expérimentales sortent tout juste de la ligne de production et d’assemblage.Le principe de cette batterie est le suivant : le lithium est encapsulé de façon à être complètement isolé de l’eau de mer tout en permettant la charge. Ceci est primordial car le lithium se dissout complètement dans l’eau. La batterie possède un système ouvert sur le milieu environnant permettant à l’eau de mer d’entrer en contact avec le lithium via une membrane d’électrolyte solide.
La batterie à l’eau de mer permettrait d’atteindre des densités d’énergie grandioses, entre 1300 et 1500 Wh/kg (soit 6 ou 7 fois plus qu’une batterie au lithium classique) et permettrait donc d’allonger l’autonomie de manière conséquente. Ce modèle serait également plus simple et coûterait donc beaucoup moins cher à produire.
Polyplus travaille également au développement de batteries lithium-soufre et lithium-air rechargeables, ces dernières restant un défi autrement plus difficile à relever.
Pile maison ou Une pile au vinaigre
NOUVEAU: LED lantern runs on saltwater
