Des chercheurs du Laboratoire fédéral suisse pour la science et la technologie des matériaux (EMPA) ont mis au point une batterie en papier qui pourrait alimenter des appareils électroniques de faible puissance et réduire ainsi l’impact écologique de ces équipements. Puisqu’elle est faite de papier, contient du zinc et utilise de l’eau comme activateur, la pile nouvellement créée est donc biodégradable.
Cette étonnante batterie mesure à peine un centimètre carré. Trois marques d’encre recouvrent une feuille de papier rectangulaire sur laquelle se trouve du chlorure de sodium, c’est-à-dire du sel. Une extrémité du papier est trempée dans de la cire. La cathode est formée par une encre contenant des paillettes de graphite. Elle se trouve sur un côté du papier. De l’autre côté, l’anode, c’est-à-dire l’extrémité négative de la pile, est constituée d’une encre contenant de la poudre de zinc. Une troisième marque d’encre est imprimée sur les deux côtés. Elle contient des paillettes de graphite et du noir de carbone, ce qui permet de raccorder les bornes positive et négative de la pile à deux fils à l’extrémité trempée à la cire.
Lorsque des gouttes d’eau sont ajoutées, le sel se dissout et des ions chargés sont libérés à partir de l’anode. Ces ions déclenchent une réaction qui, à son tour, entraîne l’oxydation du zinc, créant ainsi la formation d’électrons au niveau de l’extrémité négative de la pile. Les électrons sont transférés vers l’extrémité positive via l’encre graphite, le noir de carbone et les fils où ils deviennent de l’oxygène et sont libérés dans l’air. Ces réactions créent un courant électrique. Dans leur expérience, les chercheurs l’ont utilisé pour faire fonctionner un réveil avec un écran à cristaux liquides.
Deux gouttes d’eau ont suffi pour activer la pile en 20 s. Celle-ci a atteint une tension de sortie de 1,2 V. La puissance de la batterie a considérablement diminué après une heure parce que le papier a séché. Mais lorsque deux autres gouttes d’eau ont été versées dessus, elle a maintenu une tension stable de 0,5 V pendant plus de 60 min. Cette pile biodégradable pourra aider à réduire l’impact écologique des appareils électroniques de faible puissance tels que les étiquettes intelligentes et les dispositifs jetables utilisés dans le domaine médical. En raison de son originalité et des possibilités qu’elle offre, cette invention a été récemment primée par le magazine américain TIME aux côtés de 200 autres inventions ayant marqué l’année 2022.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
