Des chercheurs des Laboratoires fédéraux suisses pour la science et la technologie des matériaux (Empa) ont présenté une batterie entièrement biodégradable. La batterie est à base de cellulose, de gélatine, de carbone sous forme de suie et d'un certain nombre d'autres substances respectueuses de l'environnement. De telles batteries sont utiles pour l'électronique médicale jetable et les capteurs de surveillance, qui, après élimination, ne nuisent pas à la nature et à la santé humaine.
La technologie développée par les scientifiques implique l'impression couche par couche d'une batterie (ou supercondensateur, comme les développeurs préfèrent l'appeler) sur une imprimante 3D conventionnelle. L'encre et sa composition sont sélectionnées pour assurer une application et un durcissement uniformes du matériau avec les propriétés appropriées : conductivité électrique pour les électrodes, conductivité ionique pour l'électrolyte et résistance pour le corps.
La base de l'encre ou du matériau de travail pour une imprimante 3D est la gélatine. Le mélange pour l'impression des composants de la batterie comprend des nanofibres de cellulose et des nanocristaux de cellulose, du carbone sous forme de suie, de graphite et de charbon actif, ainsi qu'une pincée de chlorure de sodium pour la conductivité ionique. Les chercheurs utilisent de la glycérine, de l'eau et deux types d'alcool différents pour liquéfier la composition.
Au cours du processus d'impression, quatre couches d'une batterie sont créées séquentiellement : un substrat flexible, une couche conductrice, une électrode et enfin un électrolyte. Ensuite, le tout est mis dans une sorte de sandwich avec de l'électrolyte au centre. La batterie a montré sa capacité à stocker de l'électricité pendant des heures et peut alimenter une petite horloge numérique. Il peut supporter des milliers de cycles de charge et de décharge et promet des années de stockage même à des températures glaciales, tout en étant résistant à la pression et aux chocs.
"Cela semble assez simple, mais ce n'était pas du tout", a déclaré le co-auteur Xavier Eby du Laboratoire de la pâte et des produits du bois de l'Empa. "Il a fallu une longue série de tests jusqu'à ce que tous les paramètres soient corrects, jusqu'à ce que tous les composants passent de manière fiable à travers l'imprimante et que le condensateur commence à fonctionner."
2021-06-05 14:04:25
Auteur: Vitalii Babkin