Les transistors 0D récupèrent l’énergie perdue lors de l’émission de bulles d’hydrogène

Un transistor 0D est placé en contact avec une goutte d’eau contenant du NaCl. Un courant entre l’anode et la cathode génère des bulles d’hydrogène et de chlore, que le transistor peut détecter et transformer en impulsions électriques. N. Clément et al. © American Chemical Society

 

Lorsque l’hydrogène est produit lors de l’électrolyse de l’eau, de l’énergie est perdue à chaque émission de bulle. Dans une nouvelle étude, des chercheurs du CNRS, IEMN, Villeneuve d’Ascq, NTT, Tokyo et du CEA Marcoules ont démontré que des transistors de 25 nm – si petits qu’ils sont considérés 0D – peuvent être utilisés pour transformer cette énergie perdue en impulsions électriques. Plusieurs millions de ces transistors 0D pourraient être utilisés pour détecter des bulles uniques et générer des impulsions avec une efficacité optimale, en récupérant une partie de l’énergie perdue lors de l’électrolyse et en la rendant utilisable pour d’autres applications. En théorie, 2 millions de ces transistors 0D pourraient tenir sous la microbaignoire, ce qui résulterait en des impulsions de 500 µW et un rendement d’émission d’impulsions d’environ 99%.

Ces résultats pourraient avoir une variété d’applications, comme des laboratoires sur puce pour le stockage d’hydrogène. Une autre potentielle application est la physiologie, le signal électrique ayant une amplitude similaire à celle du potentiel d’action dans un neurone.

Cet article a été publié dans Nanoletters.  : Water Electrolysis and Energy Harvesting with Zero-Dimensional Ion-Sensitive Field-Effect Transistors. N. Clément, K. Nishiguchi, J.F. Dufrêche, D. Guérin, A.Fujiwara & D. Vuillaume. Nano Letters 13(8), 3903-3908 (2013), http://dx.doi.org/10.1021/nl4019879

Contact : N. Clément (nicolas.clement@iemn.univ-lille1.fr / 03 20 19 79 32)