Nanogénérateurs à base d'oxyde de zinc et de parylène C pour la récupération d'énergie mécanique basse fréquence

International audience; Les préoccupations liées à la récupération et à la conservation de l’énergie pour aider au développement de réseaux microélectroniques autonomes sont aujourd’hui au coeur des problématiques de recherche. Le développement des techniques de récupération d’énergie basées sur la thermoélectricité, le solaire ou l’éolien, cherchant à répondre aux enjeux énergétiques actuels, font cependant face à de nombreuses limitations, notamment la disponibilité intermittente de la source d’énergie. Par ailleurs, depuis plusieurs années, le développement de récupérateurs d’énergie mécanique attire l’attention des chercheurs du fait de la disponibilité de cette énergie dans l’environnement humain ou industriel. Ainsi, différents systèmes ont vu le jour en s’appuyant notamment sur les principes de triboélectricité [1] et de piézoélectricité [2]. Dans ce contexte, les nanogénérateurs (NGs) piézoélectriques [3], développés à partir d’une matrice composite de nanofils (NFs) de ZnO et de parylène, présentent aujourd’hui un grand potentiel pour la récupération d’énergie. La structure 1D des NFs de ZnO, matériau piézoélectrique, permet un accroissement de la sensibilité aux faibles sollicitations mécaniques [4] et laisse présager des performances électriques intéressantes lorsque intégrés dans les dispositifs de récupération d’énergie. Les caractéristiques prometteuses de ce matériau, alliées à sa non toxicité pour l’environnement ainsi qu’à la facilité des étapes de fabrication du NG, font de ce système un candidat idéal à l’industrialisation de ce type de générateur piézoélectrique.Nous présentons dans ce poster le développement et les performances associées à l’intégration des NFs de ZnO synthétisés par croissance hydrothermale [5] et encapsulés dans du parylène pour la fabrication de NGs piézoélectriques. Cette étude vise à la fois à l’amélioration des performances des NGs et à l’optimisation de leur design pour différentes applications.Références[1] Y. Yang, G. Zhu, H. Zhang, J. Chen, X. Zhong, ZH. Lin, Y. Su, P. Bai, X. Wen, et Z.L. Wang (2013) « Triboelectric Nanogenerator for Harvesting Wind Energy and as Self Powered Wind Vector Sensor System », ASC Nano, 7 (10), pp. 9461-9468.[2] Z.L. Wang, X. Wang, J. Song, J. Liu, et Y. Gao, (2008), « Piezoelectric nanogenerators for sel-powered nanodevices », IEE, 7(1), pp. 49-55.[3] Z. L. Wang, J. Song (2016) « Piezoelectric Nanogenerators Based on Zinc Oxide Nanowire Arrays », Science, 312 (5771), pp. 242-246.[4] Z.L. Wang (2008) « Towards self-powered nanosystems: From nanogenerators to nanopiezotronics », Advanced Functional Materials, 18, pp.3553–3567.[5] S. Boubenia, A.S. Dahiya, G. Poulin-Vittrant, F. Morini, K. Nadaud, D. Alquier (2017) « A facile hydrothermal approach for the density tunable growth of ZnO nanowires and their electrical characterizations », Scientific Reports, 7, pp. 1-10.