Des chercheurs de l'Institut Suisse Empa ont développé une batterie de papier activée par l'eau. Le but? résoudre l'insuffisance de l'électronique jetable de faible puissance. L’équipe pense que l’invention pourrait être utilisée à la place des trackers intelligents, des capteurs environnementaux et des équipements médicaux de diagnostic actuels et coûteux.
Comment est fabriquée la pile papier de l'Empa ?
La batterie contient au moins une petite cellule, avec trois encres différentes imprimées sur une bande de papier rectangulaire. Le papier est ensuite saupoudré de sel et plongé dans de la cire : enfin, de l'encre à paillettes de graphite (qui fait office de pôle positif) et de l'encre à poudre de zinc (qui fait office de pôle négatif) sont placées des deux côtés du papier. Touche finale : Un autre mélange d'encre avec du graphite et du noir de carbone est imprimé des deux côtés de la bande pour terminer le tout.
Et comment ça marche ? Ajoutez simplement une petite quantité d’eau. Les sels recouvrant le papier se dissolvent, libérant des ions chargés qui rendent la bande conductrice. Au fur et à mesure que les ions se dispersent, le zinc présent dans l'encre s'oxyde et libère des électrons, qui sont ensuite transférés via les encres vers la cathode en graphite. La réaction qui en résulte avec l’oxygène de l’air génère un courant électrique qui peut être utilisé pour alimenter des appareils externes.
Au cours de l'étude, l'équipe a réussi à combiner deux cellules pour lancer un réveil à affichage à cristaux liquides, atteignant une tension stable de 1,2 volt, juste en dessous des 1,5 volts d'une pile alcaline AA standard.
Après une heure, lorsque les performances de la batterie expérimentale ont chuté de façon spectaculaire en raison du séchage du papier, les scientifiques ont simplement ajouté plus d'eau, permettant à la cellule de maintenir une tension de fonctionnement stable de 0,5 volt pendant encore une heure.
Développements à venir
« La particularité de notre nouvelle batterie en papier », explique-t-il Guastav Nystrom, qui a mené l'étude, « est son extrême polyvalence. Cela nous permet d’ajouter à l’encre uniquement la quantité de zinc nécessaire à l’application spécifique.
Qu'en est-il du problème du séchage du papier ? Le scientifique est confiant : l'équipe apportera les améliorations de conception nécessaires pour contourner le problème, qui ne se produit cependant que dans des conditions humides particulières.
Cette batterie en papier pourrait-elle être la clé de la réduction des déchets électroniques à faible consommation d'énergie ? Cela semble certainement prometteur.