L’équipe NTU invente une batterie en papier biodégradable 10 fois moins chère que les batteries au lithium, Environment News & Top Stories

SINGAPOUR – Des scientifiques locaux ont inventé une batterie en papier bon marché, rechargeable et entièrement biodégradable qui pourra un jour être utilisée pour alimenter les appareils portables du futur.

Cette batterie est réalisée par sérigraphie d’une couche d’encre de manganèse d’un côté d’une feuille de papier renforcé, et d’une couche de zinc et de carbone conducteur de l’autre.

Développé par une équipe de l’Université technologique de Nanyang (NTU), il peut contenir une charge importante. Par exemple, une batterie de papier imprimé de 4 cm sur 4 cm d’environ 0,4 mm d’épaisseur peut alimenter un petit ventilateur électrique pendant au moins 45 minutes.

Plier ou tordre la batterie n’interrompt pas l’alimentation électrique, et des feuilles de batterie plus grandes peuvent être imprimées et découpées et utilisées comme des batteries individuelles plus petites de différentes tailles et formes pour différentes utilisations.

Le professeur Fan Hongjin de la NTU School of Physical and Mathematical Sciences et co-auteur principal de l’étude, a déclaré : « (La polyvalence d’utilisation, la durabilité et l’efficacité de ces batteries) rendent nos batteries en papier idéales pour une intégration dans les types d’électronique flexible qui se développent progressivement.”

Au-delà de l’ergonomie potentielle de ces batteries, les chercheurs ont déclaré que ces batteries coûtaient au moins 10 fois moins à fabriquer en laboratoire que les batteries lithium-ion (Li-ion), la norme mondiale pour les batteries rechargeables.

En effet, les électrodes primaires utilisent du manganèse et du zinc, qui sont des métaux beaucoup moins chers et plus courants que le lithium.

L’ensemble de la batterie peut être dégradé en toute sécurité sous terre en un mois, les métaux contribuant à la culture minérale du sol.

Le professeur adjoint Lee Seok Woo de la NTU School of Electrical and Electronic Engineering et co-auteur principal de l’étude a déclaré : « Nous pensons que la batterie en papier que nous avons développée pourrait potentiellement aider à résoudre le problème des déchets électroniques, étant donné que notre batterie en papier imprimé n’est pas toxique et ne nécessite pas de boîtiers en aluminium ou en plastique pour encapsuler les composants de la batterie.”

Ces batteries constituent une amélioration par rapport aux batteries Li-ion actuelles qui sont couramment utilisées.

Les batteries Li-ion contiennent des substances toxiques qui, lorsqu’elles sont écrasées, peuvent fuir et contaminer les sources d’eau. De plus, les batteries Li-ion épuisées doivent être éliminées en toute sécurité car elles peuvent provoquer des incendies en cas de fuite.

L’équipe se concentre maintenant sur l’optimisation de la batterie, qui en est à ses premiers stades de développement, et voit la batterie être intégrée à des capteurs imprimés à grande échelle.

Le professeur Fan a déclaré : « Alors que nous nous dirigeons vers l’avenir de l’Internet des objets, beaucoup plus de nos objets quotidiens devront être intégrés à des capteurs qui doivent être alimentés afin de communiquer avec d’autres objets.

“Nous pensons que notre batterie contribue à cet avenir.”

Trois appareils qui peuvent bénéficier des piles en papier

1. Patchs cutanés médicaux électroniques

Les personnes souffrant de problèmes de santé chroniques peuvent porter un patch cutané avec des capteurs pour mesurer les signes vitaux ou un système d’administration de médicaments qui fournit des médicaments si nécessaire.

Par exemple, les schémas respiratoires d’un patient asthmatique peuvent être surveillés 24 heures sur 24 grâce à un patch médical qui garde une trace de la respiration sifflante. Le patch peut informer son porteur qu’il est sur le point de faire une crise d’asthme et lui rappeler d’utiliser son inhalateur.

D’autres utilisations pourraient être des patchs d’insuline qui peuvent administrer de l’insuline à intervalles réguliers en fonction des niveaux de glucose sanguin mesurés. Les piles en papier peuvent garder ces patchs minces et discrets à porter.

2. Autocollants de suivi GPS

Bien que les dispositifs de suivi, tels que Tile et les Airtags d’Apple, soient de plus en plus courants, ce sont des ajouts relativement volumineux et ne peuvent tracer que des objets suffisamment gros pour les contenir, tels que des sacs ou des portefeuilles.

À l’avenir, de petits autocollants de suivi GPS intégrés à des piles en papier minces pourront être collés sur de petits objets – tels que des stylos.

3. Des vêtements plus fins

La plupart des montres connectées d’aujourd’hui sont relativement encombrantes car elles nécessitent des batteries lithium-ion rechargeables de plus grande capacité qui peuvent être de la taille d’une carte mémoire SD ou plus.

Si elles sont alimentées par des piles en papier minces et flexibles, les montres intelligentes peuvent avoir des configurations plus créatives, telles que des piles insérées dans des bracelets de montre.

Et à mesure que le métavers devient de plus en plus important, la demande de casques de réalité virtuelle et de lunettes de réalité augmentée plus minces et plus légers pour un usage quotidien va augmenter.