Une pile en papier jetable activée par l’eau pourrait réduire considérablement la quantité de déchets électriques produits par les appareils à usage unique, tels que ceux utilisés dans les secteurs médical et industriel. Les chercheurs ont mis au point une batterie bon marché à assembler, biodégradable et composée de matériaux renouvelables. En outre, elle peut être fabriquée dans toute une gamme de tailles et de formes selon les besoins. Pour vous donner une idée de la puissance, un réveil LCD peut être alimenté par une batterie à deux cellules créée grâce à cette technique. La pile est fabriquée à partir de papier à diffusion de sel de chlorure de sodium. Elle est basée sur des encres imprimées et peut être aussi petite qu’un centimètre carré.
Une encre contient des flocons de graphite et sert de cathode (extrémité positive), et une autre, sur le côté opposé du papier, contient de la poudre de zinc et sert d’anode (extrémité négative).
Par-dessus les deux autres encres, une troisième encre composée de flocons de graphite et de noir de carbone est imprimée sur les deux faces, reliant les extrémités positive et négative de deux fils. Ceux-ci sont trempés dans la cire et fixés au papier à une extrémité.
Ensuite, environ deux gouttes d’eau sont nécessaires. Ainsi, les sels contenus dans le papier se dissolvent, libérant des ions chargés qui, en se déplaçant dans le papier, activent la pile. En connectant les fils à l’appareil électrique, le circuit est fermé, permettant aux électrons de se déplacer de l’extrémité négative à l’extrémité positive.
“Nous avons développé une batterie en papier jetable visant à réduire l’impact environnemental de l’électronique à usage unique pour des applications telles que le diagnostic au point de soins, l’emballage intelligent et la détection environnementale. Cette batterie utilise le zinc comme anode métallique biodégradable, le graphite comme matériau cathodique non toxique et le papier comme substrat biodégradable”, écrivent les chercheurs dans un article publié dans Scientific Reports.
La pile en papier a une tension constante de 1,2 V, ce qui est comparable aux 1,5 V d’une pile alcaline AA typique. Après avoir ajouté de l’eau pendant environ 20 secondes, la pile commence à produire de l’énergie. Même si les performances diminuent à mesure que le papier s’assèche avec le temps, elles peuvent être partiellement reconstituées en ajoutant de l’eau supplémentaire. Deux heures après son engagement initial, la batterie pouvait encore produire 0,5 V avec de l’eau supplémentaire.
Bien qu’il ne s’agisse pour l’instant que d’une étude de démonstration de principe, la batterie décrite dans l’article n’est pas difficile à fabriquer. Les chercheurs affirment qu’à l’avenir, ils prévoient d’augmenter l’efficacité de la batterie et d’étendre sa durée de vie.
