Les appareils électroniques pourraient-ils se recharger sans être branchés à une source d'électricité

Les appareils électroniques peuvent recharger leurs batteries par diverses méthodes sans être branchés à une source d'électricité. Ce que toutes les différentes méthodes ont en commun, c'est qu'elles absorbent de l'énergie sous une autre forme (chaleur, lumière, vibrations, les ondes radio, etc.) de l’environnement extérieur, puis convertir l’énergie en énergie électrochimique qui est stockée dans les batteries de l’appareil. Même si ces méthodes sont scientifiquement fondées et ont déjà été démontrées avec succès, l'énergie captée de l'environnement extérieur n'est souvent pas suffisante pour être utile dans la pratique. Des recherches intenses sont actuellement en cours pour rendre la capture d’énergie plus efficace, et des avancées commencent à être réalisées dans ce domaine. De nombreux téléphones sont déjà disponibles et proposent une recharge sans fil. Examinons les principaux types d'énergie qu'un appareil peut utiliser pour se recharger sans être branché.

Énergie solaire
La méthode de capture d'énergie la plus ancienne utilisée sur les appareils électroniques est probablement la capture d'énergie solaire à l'aide d'une cellule solaire.. Les petites calculatrices qui utilisent des cellules solaires pour les alimenter existent depuis des décennies. Cellules solaires (photovoltaïque) absorber la lumière ordinaire et la convertir directement en électricité à l'aide de couches de semi-conducteurs. Bien que le photovoltaïque soit bien compris et commercialement établi à ce stade, il existe plusieurs inconvénients à utiliser le photovoltaïque pour recharger un appareil électronique portable. Le principal inconvénient est que le processus de conversion de la lumière en électricité du photovoltaïque est inefficace.. Des progrès récents ont cependant été réalisés qui renforcent l'efficacité, et des recherches intenses sont en cours pour continuer à augmenter l'efficacité. L'autre inconvénient est que pour des niveaux d'éclairage typiques, la lumière ne contient pas beaucoup d’énergie au départ. Pour que les cellules solaires traditionnelles fournissent une puissance de sortie raisonnable, ils doivent être de grande taille, rester longtemps en plein soleil, et orienté vers le soleil. Aucune de ces conditions n'est très pratique pour un téléphone portable que l'on garde dans sa poche ou dans sa main la majeure partie de la journée..

Énergie vibratoire/cinétique
Chaque fois qu'un objet bouge ou vibre, il contient de l'énergie cinétique. Si le mouvement de l’objet est arrêté de la bonne manière, cette énergie cinétique peut être convertie en électricité plutôt qu'en chaleur résiduelle habituelle. Les voitures hybrides utilisent ce concept pour remettre de l'électricité dans les batteries chaque fois que vous freinez.. L'énergie cinétique de la voiture qui avance est convertie en énergie électrique à l'aide d'un générateur placé sur les roues., au lieu que l'énergie se retrouve sous forme de chaleur perdue dans les plaquettes de frein. Pour un appareil portable, l'énergie cinétique la plus importante à laquelle il a accès est constituée par les chocs et les bousculades régulières que l'appareil subit lorsque vous vous promenez et portez l'appareil dans votre poche.. Des recherches sont en cours pour rendre la capture d'énergie cinétique pratique et efficace. Par exemple, Zhong Lin Wang et Jinhui Song ont démontré la conversion de l'énergie vibratoire en énergie électrique à l'aide de réseaux de nanofils piézoélectriques. Les cristaux piézoélectriques ont la propriété intéressante que lorsqu'ils sont pressés, ils produisent une petite quantité d'électricité. Typiquement, la quantité d'énergie capturée par l'effet piézoélectrique est trop faible pour alimenter un appareil, mais les progrès récents dans les structures nanométriques renforcent leur efficacité.

Énergie thermique
La chaleur ambiante du milieu naturel peut être captée et convertie en électricité. Il existe de nombreuses façons de procéder, mais le concept de base est de canaliser le mouvement thermique aléatoire des ions ou des électrons vers un mouvement de charge plus ordonné., qui constitue un courant électrique. Cet entonnoir est souvent réalisé en superposant divers matériaux ayant des propriétés thermiques et électriques différentes.. Par exemple, les chercheurs Guoan Tai, Zihan Xu, et Jinsong Liu ont récemment démontré la conversion de la chaleur en électricité en utilisant la couche d'ions qui se forme entre le silicium et le cuivre.(II) solution de chlorure.

Ondes radio et induction électromagnétique
Toutes les ondes électromagnétiques transportent de l'énergie. Typiquement, les ondes radio qui nous entourent sont suffisamment puissantes pour transmettre un signal (comme un signal de téléphone portable), mais trop faible pour fournir une puissance significative à un appareil. En utilisant des ondes radio plus intenses, l'énergie peut être transmise sans fil à des niveaux de puissance importants vers un appareil. Nikola Tesla est célèbre pour ses recherches pionnières sur la transmission d'énergie sans fil dans les années 1890.. Dans une telle approche, les ondes radio ambiantes des rochers, des arbres, étoiles, et ainsi de suite ne sont pas assez puissants pour fournir de l'énergie. Au lieu, un émetteur de puissance dédié est nécessaire pour créer les ondes radio intenses, ce qui pourrait être considéré comme un inconvénient. en outre, si un simple émetteur radio de table est utilisé, l'appareil à charger devrait se trouver dans le même bâtiment que l'émetteur afin de capter efficacement l'énergie électromagnétique. Il ne s'agit peut-être pas d'une limitation importante, car le sans fil signal les émetteurs tels que les routeurs WIFI et les tours de téléphonie cellulaire sont déjà suffisamment courants pour fournir une connectivité Internet avec peu de lacunes. Le sans fil Puissance un équipement de transmission pourrait être intégré au système sans fil existant signal infrastructures de transmission. Parce que les émetteurs de puissance sans fil doivent simplement être connectés à une source d'alimentation et n'ont pas besoin d'être connectés à Internet., ils pourraient même être installés dans les automobiles, bateaux, et dans les zones reculées. Notez qu'il existe une différence fondamentale entre les ondes radio et l'induction électromagnétique. Les ondes radio sont des ondes progressives qui se propagent automatiquement dans le champ électromagnétique.. En revanche, les effets d'induction sont des perturbations électromagnétiques plus localisées qui n'émettent pas d'ondes, mais je porte toujours de l'énergie. D'un point de vue technologique, la transmission de puissance par ondes radio et la transmission de puissance par induction sont pratiquement la même chose. Les méthodes de charge par ondes radio/inductives sont déjà utilisées sur plusieurs produits commerciaux, comme le Nexus de Google 4 téléphone et Lumia de Nokia 920 téléphone.

Crédit:https://wtamu.edu/~cbaird/sq/2013/10/17/could-electronic-devices-charge-themselves-without-being-plugged-into-an-electricity-source/