Les eaux hydrothermales comme source d’électricité

L’exploration en haute mer implique de nombreux problèmes techniques, dont beaucoup pourraient être surmontés s’il existait un moyen bon marché et efficace d’alimenter les machines en haute mer. Pour résoudre ce problème, une équipe collaborative de chercheurs, dont Ryuhei Nakamura du RIKEN Renewable Energy Research Center, a démontré un système unique qui utilise des évents hydrothermaux naturels sur le fond marin pour générer de l’électricité.

Nakamura et ses collègues de l’Agence japonaise d’exploration des sciences et technologies géologiques (JAMSTEC) et de l’Université de Tokyo ont développé des systèmes robotiques robustes qui fonctionnent comme des piles domestiques.

La solution hydrothermale d’un puits en eau profonde contient des ions chargés négativement, tandis que l’eau de mer contient des ions chargés positivement. En plaçant une électrode dans un fluide hydrothermal et l’autre dans de l’eau de mer, le système génère un courant électrique en utilisant la différence de potentiel du gradient chimique résultant.

«Notre objectif principal était de créer un système télécommandé pour le carburant électrochimique sur le fond marin», explique Nakamura.

Les chercheurs ont testé leur système dans des forages hydrothermaux naturels et artificiels au cours du programme intégré de forage océanique, un programme international d’exploration des fonds marins du monde. Dans les deux puits, le système a produit suffisamment d’énergie pour alimenter trois lumières LED.

«Il s’agit de la première démonstration de piles à combustible électrochimiques dans des évents hydrothermaux», déclare Nakamura. «Les efforts précédents étaient basés sur la différence de température entre le fluide hydrothermal et l’eau de mer en utilisant la conversion thermoélectrique. Notre méthode est plus efficace grâce à des électrodes spéciales en iridium-titane recouvertes d’une maille en titane pour résister à la corrosion.

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Les scientifiques espèrent que la nouvelle technologie aidera à améliorer notre compréhension de la façon dont les écosystèmes biologiques utilisent les sources d’énergie dans des environnements aussi extrêmes, complétant la recherche en haute mer à un niveau pratique.

«Je suis très intéressé par la fixation du carbone dans des conditions telles que les océans profonds qui bloquent complètement le rayonnement solaire», déclare Nakamura. «En l’absence d’énergie externe du soleil, l’énergie vitale qui soutient toute vie au fond de la mer provient des entrailles de la planète.»

Le scientifique et ses collègues ont proposé que les bactéries, les micro-organismes et même les animaux utilisent l’électricité non seulement comme source d’énergie, mais aussi comme moyen de communication. «Ce serait formidable si nous pouvions prouver que la nature a utilisé l’électricité des millions d’années avant les humains», a déclaré Nakamura.

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