Une équipe de recherche chinoise a développé un matériau polymère thermoélectrique flexible et très efficace, fournissant un support essentiel aux technologies futures telles que les appareils portables, la réfrigération adhésive et les capteurs de l’Internet des objets, selon une étude publiée vendredi dans la revue Science.
Les matériaux thermoélectriques permettent la conversion entre l’énergie thermique et électrique, permettant la production d’électricité et la réfrigération. L’ensemble du processus ne nécessite aucun carburant et ne produit aucune pollution. Les statistiques montrent que plus de 60 % de l’énergie mondiale est perdue sous forme de chaleur perdue. La réutilisation de la chaleur résiduelle présente un potentiel important en matière d’économie d’énergie et de réduction des émissions.
Actuellement, il existe deux principaux types de ces matériaux. Les matériaux thermoélectriques inorganiques flexibles peuvent atteindre un facteur de mérite thermoélectrique (valeur ZT) de 1,4 à température ambiante, tandis que les matériaux organiques peuvent atteindre une valeur ZT de 1,2, les processus de préparation complexes devenant un goulot d’étranglement pour les applications pratiques.
L’équipe de l’Institut de chimie de l’Académie chinoise des sciences, dirigée par les professeurs Zhu Daoben et Di Chong’an, a développé un polymère thermoélectrique hiérarchique-poreux irrégulier (IHP-TEP). Il atteint une valeur ZT de 1,64 à 343 kelvins (environ 70 degrés Celsius), établissant ainsi une nouvelle référence pour les matériaux thermoélectriques flexibles dans cette plage de températures.
La structure unique de ce nouveau matériau supprime considérablement la conduction thermique et crée des canaux de transport de charge efficaces proches de ceux d’un modèle idéal de matériaux thermoélectriques. Le film IHP-TEP est également compatible avec la technologie de revêtement par pulvérisation, permettant une fabrication sur de grandes surfaces et à faible coût, similaire à l’impression de journaux.
La flexibilité du nouveau matériau lui permet d’adhérer à diverses surfaces courbes, offrant ainsi de larges perspectives d’application dans les appareils portables et l’Internet des objets.
Par exemple, il propose une solution d’alimentation électrique pour les capteurs déployés dans divers environnements. Partout où une différence de température existe – que ce soit sur le corps humain, à l’extérieur d’un bâtiment ou sur le terrain – il peut alimenter les capteurs de manière constante.
