Les planchers en bois recouverts de silicium produisent de l’électricité à partir de

Par Matthieu Sparkes

Les planchers en bois infusés de silicium et d’ions métalliques peuvent générer suffisamment d’énergie électrique à partir des pas humains pour allumer des ampoules LED. Les chercheurs espèrent pouvoir fournir une source d’énergie verte pour les maisons.

Certains matériaux peuvent générer une charge électrique lorsqu’ils entrent en contact avec un autre de ces matériaux et sont ensuite séparés, en raison d’un phénomène appelé le effet triboélectrique. Les électrons sont transférés d’un objet à un autre et génèrent une charge. Les matériaux qui ont tendance à donner des électrons sont appelés tribopositifs et ceux qui ont tendance à les recevoir sont appelés tribonégatifs.

Guido Panzarassa à l’ETH Zürich en Suisse et ses collègues ont découvert que bien que le bois se situe au milieu de ce spectre et ne laisse pas facilement passer les électrons, il peut être modifié pour générer des charges plus importantes. L’équipe a infusé un panneau de bois avec du silicium, qui capte des électrons au contact d’un objet. Un deuxième panneau a été infusé avec des nanocristaux de charpente d’imidazolate zéolitique-8 (ZIF-8), un composé contenant des ions métalliques et des molécules organiques, et ces cristaux ont tendance à perdre des électrons. Ils ont appelé ce procédé d’imprégnation « fonctionnalisation ».

L’équipe a découvert que ce traitement faisait un appareil qui contenait à la fois des panneaux de bois 80 fois plus efficace que le bois standard pour transférer des électrons, ce qui signifie qu’il était suffisamment puissant pour allumer des ampoules LED lorsque des pas humains comprimaient l’appareil et mettaient les deux panneaux en bois en contact.

Panzarasa a déclaré : « Le défi consiste à fabriquer du bois capable d’attirer et de perdre des électrons. La démarche de fonctionnalisation est assez simple, et elle peut être évolutive au niveau industriel. Ce n’est qu’une question d’ingénierie.

Le bois d’ingénierie était équipé d’électrodes à partir desquelles la charge pouvait être dirigée, et l’équipe a découvert qu’un échantillon de 2 centimètres sur 3,5 centimètres placé sous 50 newtons de compression – un ordre de grandeur inférieur à la force d’un pas humain – a pu générer 24,3 volts. Un échantillon plus important, de la taille d’une feuille de papier A4, a pu produire suffisamment d’énergie pour alimenter les lampes LED domestiques et les petits appareils électroniques tels que les calculatrices.

Panzarasa et son équipe espèrent désormais développer des revêtements chimiques pour le bois plus respectueux de l’environnement et plus faciles à fabriquer.

Référence de la revue : Question, DOI : https://www.doi.org/10.1016/j.matt.2021.07.022