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Utiliser la Terre comme batterie

Lorsque vous placez une anode de zinc et une cathode de cuivre dans un réservoir de boue humide, les deux métaux commencent à réagir parce que le zinc perd des électrons plus facilement que le cuivre et parce que la boue contient des ions. En mouillant la saleté, elle se transforme en une véritable solution d’électrolyte.

Utiliser la Terre comme batterie

Utiliser la Terre comme batterie

Len Calderone pour | AltEnergyMag

En 1841, Alexander Bain a confirmé la capacité des impuretés humides dans la production d’électricité. Une batterie de masse est une paire d’électrodes composée de deux métaux différents qui utilisent la terre humide comme électrolyte. Pour fabriquer la batterie, Bain a enterré des plaques de zinc (anode) et de cuivre (cathode) dans le sol autour de la cour. Il a produit une tension de sortie d’environ 1 volt.

Lorsque vous placez une anode de zinc et une cathode de cuivre dans un réservoir de boue humide, les deux métaux commencent à réagir parce que le zinc perd des électrons plus facilement que le cuivre et parce que la boue contient des ions. En mouillant la saleté, elle se transforme en une véritable solution d’électrolyte. Par conséquent, les électrodes commencent à échanger des électrons, tout comme avec une batterie ordinaire.

(Wikimedia Commons)

Si les électrodes se touchaient, elles généreraient beaucoup de chaleur lorsqu’elles réagiraient; mais comme ils sont séparés par la terre, les électrons libres doivent passer à travers le fil reliant les deux métaux. Si une LED est connectée au circuit terminé, vous obtiendrez une lampe de mise à la terre.

Pour obtenir de l’électricité naturelle, les chercheurs enfonceraient deux plaques métalliques dans la terre en direction du méridien magnétique ou méridien astronomique. Des courants plus forts coulent du sud au nord. Ce phénomène affecte l’uniformité significative du courant et de la tension. Alors que les courants terrestres circulent du sud au nord, des électrodes sont placées, commençant au sud et se terminant au nord. Dans de nombreuses premières expériences, le prix était exagéré en raison de la distance extrême entre les électrodes.

On a constaté que la tension augmentait linéairement en connectant plusieurs cellules de batteries terrestres en série comme une batterie rechargeable commerciale. Le courant de charge a augmenté à mesure que les cellules de terre se connectaient en parallèle. Il a également été constaté que la capacité du courant source augmente en ajoutant des surfaces d’électrodes, sauf que la tension d’une cellule reste constante quelle que soit la taille des électrodes.

Étant donné que tous les métaux communs se comportent de la même manière, les deux électrodes disposées ont une charge dans le circuit extérieur entre elles. Ils sont préparés dans un milieu électrique et lorsque leur énergie est transférée à la liberté, les électrons libres dans le milieu sont excités. Les électrons libres circulent ensuite vers une électrode à un degré plus élevé que vers l’autre électrode, provoquant un courant électrique dans la charge du circuit extérieur.

Le courant s’écoule de la plaque dont la position est en la série de potentiels électriques approche de la fin de l’extrémité négative. Le courant produit par les pics lorsque les deux métaux sont les plus représentés l’un de l’autre dans une série de potentiels électriques, et lorsque le matériau s’approche de l’extrémité positive est au nord, tandis que celui à l’extrémité négative est dans la direction sud. Les plaques, l’une en cuivre et l’autre en fer ou en carbone, sont connectées au-dessus du sol au moyen d’un fil qui crée peu de résistance. Dans cet agencement, les électrodes ne sont pas corrodées chimiquement de manière significative, même lorsqu’elles se trouvent dans un pays inondé d’eau, elles sont donc connectées par fil pendant une longue période.

L’inconvénient est que le processus ne se poursuivra pas indéfiniment. Enfin, la saleté s’userait en raison de ses qualités électrolytiques, mais le remplacement du sol relancerait le processus.

Une autre source, les batteries microbiennes ou les piles à combustible microbiennes, existe quelque part, mais leur puissance est si faible qu’elles ont une consommation minimale pour allumer les lumières, recharger les téléphones portables, les calculatrices, les horloges électroniques, les jouets pour enfants et les LED blanches ont des besoins énergétiques minimaux.

Pile à combustible microbienne au sol (Wikimedia Commons)

Cet appareil se compose d’un tissu graphite (anode) placé sur le fond du récipient, recouvert de terre et d’un morceau de grillage (cathode). Les électrons se forment lorsque les microbes mangent des déchets dans le sol. Ces électrons voyagent à travers le réseau bactérien depuis l’anode du tissu en graphite à travers un fil conducteur pour atteindre la cathode du fil de poulet. La LED, connectée dans un circuit, s’allume lorsque le courant circule dans le circuit.

La start-up, basée à Harvard, Lebone Solutions, estime qu’une pile à combustible de 10,7 pieds carrés produirait 1 watt, ce qui pourrait charger un téléphone cellulaire; une superficie de 53,8 mètres carrés pourrait alimenter une lampe ou un ventilateur. Dans une grande partie du monde, une pile à combustible microbienne ne serait pas une alimentation électrique efficace. En Afrique rurale, où il n’y a pas de réseau, ce programme pourrait faire une différence en parcourant des kilomètres pour recharger un téléphone. Lebone exploite actuellement une pile à combustible qui sera utilisée dans plusieurs villages ruraux africains. Lorsqu’elles sont arrosées, les cellules enterrées peuvent durer des mois.

La terre n’est pas composée de choses identiques. Des éléments lourds tels que le fer, le plomb et l’or sont descendus dans l’intérieur chaud, tandis que des éléments plus légers, tels que l’oxygène et l’hydrogène, sont montés sur la surface froide. Lorsque des éléments lourds et légers se rejoignent, ils réagissent.

Chaque groupe d’éléments réagit à sa manière précise. Les éléments lourds abandonnent les électrons, tandis que les éléments plus légers les rétrécissent. Ceci est notre batterie au sol. Les roches du manteau terrestre agissent comme une électrode et l’eau agit comme une autre. Lorsqu’une fracture se produit dans la croûte terrestre, la roche chaude entre en contact avec l’eau et les électrons sautent de l’un à l’autre. Lorsque les électrons sont en contact avec l’eau, de l’hydrogène se forme.

S’il y a un approvisionnement suffisant en eau froide et en roches chaudes, cela donne une batterie suffisamment grande pour alimenter des milliers, des millions, voire des milliards d’années. La chaleur de l’intérieur de la Terre se dissipe rapidement et ne peut pas être stockée. Les électrons réagissent avec les molécules d’eau pour former de l’hydrogène. L’hydrogène est une batterie de la nature. Le processus transfère utilement l’énergie du cœur de la Terre à la surface, où elle peut être consommée. Les microbes ont évolué pour libérer cette énergie de manière contrôlée, se déversant dans les bonnes parties de la cellule pour maintenir la vie. Lorsque les scientifiques discutent de l’eau comme unique et essentielle à la vie, c’est la raison. Les roches sinueuses qui fournissent de la nourriture aux microbes sont assez courantes dans l’espace. Ils ont été découverts sur des astéroïdes et sur Mars.

Les études expérimentales sur les batteries terrestres sont très encourageantes. Les premiers résultats des batteries en terre ont montré un potentiel raisonnable pour l’avenir.

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