Des scientifiques suisses ont mis au point une batterie en papier qui libère sa charge lorsqu’elle est éclaboussée d’eau.

Les développeurs disent qu’il pourrait s’agir d’une nouvelle solution pour alimenter des appareils électroniques jetables, tels que des étiquettes intelligentes pour le suivi d’objets, des capteurs environnementaux et des appareils de diagnostic médical.

Photographie d’une batterie de papier imprimée au pochoir avec un dessin épelant le nom de notre institut de recherche (Empa). La batterie peut alimenter des appareils électroniques de faible puissance, tels que le réveil à cristaux liquides (LCD) illustré sur cette photo. Illustration: Nystrom et al. (Cliquez pour agrandir)

Gustav Nyström, chef du Laboratoire des matériaux en bois appliqués au Laboratoire fédéral suisse pour la science et la technologie des matériaux (Empa), a travaillé avec ses collègues pour produire la batterie unicellulaire fabriquée à partir d’un morceau de papier d’un centimètre carré imprégné de chlorure de sodium. sel. .

Imprimé sur le papier il y a trois encres. D’une part, les chercheurs ont imprimé de l’encre contenant des flocons de graphite pour former une borne positive, ou cathode. D’autre part, l’encre contenant de la poudre de zinc forme l’extrémité négative ou anodique du dispositif de stockage d’énergie.

Une troisième encre, contenant des flocons de graphite et du noir de carbone, est imprimée sur les deux faces du papier, au-dessus des deux autres encres, formant une connexion entre chaque extrémité de la batterie et deux fils. Les extrémités connectées de la batterie sont imprégnées de cire pour éviter les réactions électrochimiques des fils conducteurs et assurer la stabilité mécanique.

Pour récolter l’énergie électrique de l’appareil, un opérateur doit introduire une petite quantité d’eau qui dissout le sel dans le papier et libère ainsi des ions chargés qui se dispersent à travers le papier, provoquant la libération d’électrons par l’anode d’encre de zinc. En connectant les fils à un appareil électrique, l’opérateur peut fermer le circuit. Les électrons passent de l’anode à la cathode à travers l’encre de connexion graphite et noir de carbone, les fils et le dispositif alimenté par la décharge.

READ  Après une série de retards, la fusée Delta 4 lance un satellite espion classé

Ne vous attendez pas à ce qu’il alimente une perceuse sans fil. Vingt secondes après avoir ajouté deux gouttes d’eau, la batterie atteint un 1,2 volt stable, légèrement moins qu’une pile AA de 1,5 volt. La charge prend environ une heure, après quoi le papier sèche. Les utilisateurs peuvent obtenir une autre heure à 0,5 volt en ajoutant quelques gouttes d’eau supplémentaires.

« Au cours des dernières décennies, nous avons assisté à une utilisation croissante des appareils électroniques, qui à son tour a conduit les déchets électroniques (e-déchets) à devenir le flux de déchets à la croissance la plus rapide au monde. . L’atténuation des risques environnementaux associés nécessite des progrès au niveau des matériaux et des dispositifs, par exemple en évoluant vers des matériaux plus respectueux de l’environnement et en améliorant le taux de récupération des ressources », ont déclaré les auteurs dans un article publié dans Rapports sur les sciences de la nature.

L’article concluait : « Notre batterie est… pertinente pour une large gamme d’électronique basse consommation et l’écosystème IoT. Ce travail fait progresser le domaine de l’électronique jetable et introduit une technologie de batterie qui équilibre l’impact environnemental et les performances », ont-ils déclaré. ®