Batterie biodégradable imprimée en 3D

Le nombre de microdispositifs transmettant des données va fortement augmenter dans les années à venir. Tous ces appareils ont besoin d'énergie mais le nombre de batteries aurait un impact majeur sur l'environnement. Les chercheurs ont développé un mini-condensateur biodégradable qui peut résoudre le problème. La nouvelle batterie est composée de carbone, de cellulose, de glycérine et de sel de table et est fabriquée à l'aide d'une imprimante 3D.

Le dispositif de fabrication est une imprimante 3D modifiée et disponible dans le commerce qui distribue un mélange de nanofibres de cellulose et de nanocristallites de cellulose, ainsi que du carbone sous forme de noir de carbone, de graphite et de charbon actif. Pour liquéfier tout cela, les chercheurs utilisent de la glycérine, de l'eau et deux types d'alcool différents ainsi qu'une pincée de sel de table pour la conductivité ionique.

Pour construire un supercondensateur fonctionnel à partir de ces ingrédients, quatre couches sont nécessaires, toutes sortant de l'imprimante 3D les unes après les autres :un substrat souple, une couche conductrice, l'électrode et enfin l'électrolyte. Le tout est ensuite plié comme un sandwich, avec l'électrolyte au centre.

Le mini-condensateur peut stocker de l'électricité pendant des heures et peut déjà alimenter une petite horloge numérique. Il peut supporter des milliers de cycles de charge et de décharge et des années de stockage, même à des températures glaciales, et résiste à la pression et aux chocs. Lorsque la batterie n'est plus nécessaire, elle peut être jetée dans le compost ou simplement laissée dans la nature. Au bout de deux mois, le condensateur se sera désintégré, ne laissant que quelques particules de carbone visibles.

Le matériau en gel n'est pas seulement une matière première renouvelable et respectueuse de l'environnement, mais sa chimie interne le rend extrêmement polyvalent. Le supercondensateur pourrait bientôt devenir un élément clé de l'Internet des objets. De tels condensateurs pourraient être brièvement chargés à l'aide d'un champ électromagnétique, par exemple, puis alimenter un capteur ou un micro-émetteur pendant des heures. Cela pourrait être utilisé, par exemple, pour vérifier le contenu de colis individuels pendant l'expédition. Il est également envisageable d'alimenter des capteurs dans le cadre de la surveillance de l'environnement ou de l'agriculture :il n'est pas nécessaire de collecter à nouveau ces piles, car elles pourraient se dégrader dans la nature.

Le nombre de microdispositifs électroniques augmentera également en raison d'une utilisation beaucoup plus répandue des diagnostics de laboratoire à proximité du patient (tests au point de service), qui est actuellement en plein essor. De petits appareils de test à utiliser au chevet du patient ou des appareils d'auto-test pour les diabétiques en font partie.