Un bout de papier et de l’eau

Si vous avez bien écouté en cours de Physique-Chimie au collège et au lycée, cet article ne devrait pas être trop dur à comprendre pour vous. Publiée dans la revue Scientific Reports, cette étude menée par Gustav Nyström et son équipe peut paraître un peu insolite, mais elle est pourtant bien réelle. Si elle est insolite, c’est surtout de par ses composants plutôt basiques.

• Une feuille
• Du sel
• Du fil
• De la cire d’abeille
• Du graphite (mine de crayons à papier)
• Du zinc
• Du carbone
• De l’eau

Non, ce n’est pas une recette de cuisine transmise de génération en génération, mais simplement les composants de cette petite batterie entièrement biodégradable. Bien sûr, cette dernière ne prétend pas tout de suite à remplacer les batteries que l’on peut avoir dans nos smartphones, nos ordinateurs ou même dans nos voitures électriques. Dans un premier temps, elle sera utile pour les tout petits appareils électroniques.

Pour vous donner un ordre d’idée, ce prototype peut produire 150 micro WAtt/cm² à 0,5 milliampère pour une tension de 0,2 volt. Vous en conviendrez donc, c’est vraiment pas beaucoup. Néanmoins elle peut permettre d’alimenter des dispositifs d'autodiagnostic pour les diabétiques, maintenir en température des vaccins ou même alimenter un petit réveil.

Un procédé simple et technique à la fois

Maintenant que vous avez connaissance des composants de cette batterie biodégradable, il est peut-être temps de comprendre comment tout ça fonctionne. Tout commence avec la feuille imprégnée de sel, sur laquelle un fil est disposé avec de la cire à chacune des extrémités. L’objectif ensuite c’est d’avoir un côté cathode et anode - c'est là que votre mémoire de chimiste entre en jeu. Le côté cathode contient le graphite et l’anode le zinc. La liaison entre ces deux composants est opérée par une troisième encre composée de graphite et de noir de carbone.

Crédit Photo : Empa

Une fois que tout cela est en place, il suffit de mettre en marche la batterie avec simplement quelques gouttes d’eau. Verser ces dernières entraînent la dissolution, la libération des ions chargés, l’oxydation du zinc dans l’anode et enfin la libération des électrons.

En tout, cela fait près de 10 ans que Gustav Nyström et son équipe de l’institut de recherches Empa travaillent sur un moyen de stocker l'électricité avec des matériaux biodégradables. Bien que pour le moment, cette petite batterie ne suffise pas à alimenter un grand nombre d'objets électroniques puissants, les chercheurs travaillent d’arrache-pied pour remplacer petit à petit les batteries composées de lithium, de cobalt ou d’aluminium.