Et si un simple bout de papier pouvait fournir l’équivalent d’une pile AA grâce à l’encre imprimée dessus ? C’est exactement ainsi que fonctionne un nouveau prototype de batterie, destiné aux dispositifs électroniques à usage unique.

« Nous présentons une batterie en papier imprimé, développée pour alimenter des appareils électroniques jetables à usage unique et minimiser leur impact environnemental », annoncent les auteurs d’une étude publiée fin juillet 2022 dans Scientific Reports.

Les dispositifs électroniques à usage unique concernent principalement les milieux médicaux et industriels. Une telle avancée limiterait grandement le gâchis énergétique. En tout cas, le prototype s’avère efficace à sa petite échelle : on atteint 1,2 volt, ce qui frôle la puissance d’une pile AA (1,5 volt). Durant l’expérience, cela a donc suffi à faire fonctionner un réveil avec un écran LCD.

Mais comment un simple bout de papier pourrait-il avoir la moindre utilité en guise de batterie ? La réponse est dans les encres qui ont été imprimées dessus.

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La batterie développée par cette équipe de recherche est basée sur du papier et de l’encre. // Source : Empa

1,5 volt avec du papier et de l’encre

Les encres imprimées dans le papier se divisent en trois :

  • Une encre de graphite, qui sert d’extrémité positive (cathode) ;
  • Une encre faite de poudre de zinc (métal biodégradable), servant d’extrémité négative (anode) ;
  • Une encre mélangeant des flocons de graphite et du noir de carbone, afin de relier les deux extrémités en recouvrant les autres encres sur les deux faces.

Pour activer la pile de papier, deux gouttes d’eau suffisent — l’eau servant d’électrolyte. Les sels contenus dans le papier sont dissous et ce mécanisme libère des ions chargés qui, en se déplaçant dans le circuit des encres, active la pile. Les fils fixés de chaque côté permettent de transmettre à l’électricité à l’appareil.

L’usage d’un bout de papier comme batterie est donc étonnement efficace, mais cela ne vient pas sans un défaut majeur : la puissance baisse à mesure que le papier sèche. Mais les auteurs ont trouvé une astuce, en rajoutant deux gouttes supplémentaires, ce qui a maintenu le courant à 0,5 volt pendant une heure. Des solutions, à intégrer dans la conception même du dispositif, sont encore à imaginer pour que la batterie dure plus longtemps.

« Il y a un besoin grandissant pour des batteries à l’impact environnemental bas », écrivent les auteurs. Un projet comme celui-ci, bien qu’au stade préliminaire de développement, vise à trouver un bon équilibre entre la performance et l’empreinte écologique — puisque le prototype provient de matériaux renouvelables, qu’il est biodégradable et qu’il est peu couteux.