L'alarme auto-alimentée surveille les incendies et l'environnement

Un nouveau dispositif connu sous le nom de MC-TENG - abréviation de nanogénérateur triboélectrique cylindrique multicouche - génère de l'énergie électrique en récupérant l'énergie du mouvement sporadique des branches d'arbre auxquelles il est suspendu. Le système de détection auto-alimenté peut surveiller en permanence le feu et les conditions environnementales sans nécessiter de maintenance après le déploiement.

Les méthodes traditionnelles de détection des incendies de forêt comprennent la surveillance par satellite, les patrouilles au sol, les tours de guet et d'autres qui ont des coûts de main-d'œuvre et financiers élevés en échange d'une faible efficacité. Les technologies actuelles de capteurs à distance sont de plus en plus courantes, mais reposent principalement sur la technologie de la batterie pour l'alimentation.

Bien que les cellules solaires aient été largement utilisées pour les appareils électroniques portables ou les systèmes auto-alimentés, il est difficile de les installer dans une forêt en raison de l'ombrage ou de la couverture d'un feuillage luxuriant.

La technologie TENG convertit l'énergie mécanique externe - comme le mouvement d'une branche d'arbre - en électricité par le biais de l'effet triboélectrique, un phénomène où certains matériaux se chargent électriquement après s'être séparés d'un second matériau avec lequel ils étaient auparavant en contact.

La version la plus simple de l'appareil TENG consiste en deux manchons cylindriques d'un matériau unique qui s'emboîtent l'un dans l'autre. Le manchon central est ancré par le haut tandis que le manchon inférieur est libre de glisser de haut en bas et de se déplacer d'un côté à l'autre, contraint uniquement par une bande de connexion élastique ou un ressort. Lorsque les deux manchons se désynchronisent, la perte de contact intermittente génère de l'électricité. Les MC-TENG sont équipés de plusieurs couches triboélectriques hiérarchisées, augmentant la puissance électrique.

Le MC-TENG stocke son courant électrique généré sporadiquement dans un micro supercondensateur à base de nanotubes de carbone. Les chercheurs ont sélectionné cette technologie pour ses temps de charge et de décharge rapides, permettant à l'appareil de se charger correctement avec seulement des rafales de vent courtes mais soutenues. À une fréquence de vibration très basse, le MC-TENG peut générer efficacement de l'électricité pour charger le supercondensateur connecté en moins de trois minutes.

Les chercheurs ont équipé le prototype initial de capteurs de monoxyde de carbone et de température. L'ajout d'un capteur de température visait à réduire la probabilité d'une lecture faussement positive du dioxyde de carbone.

L'équipe testera sur le terrain un dispositif de production pour surveiller les conditions environnementales de la forêt et tester des scénarios, en utilisant des matériaux qui imitent un vrai feu.

Ils visent également à ajouter des fonctionnalités supplémentaires, permettant à l'appareil d'être adapté aux conditions météorologiques et environnementales où il est déployé.