Des chercheurs de l'Université de la Colombie-Britannique ont créé ce qui pourrait être la première batterie à la fois flexible et lavable. Elle fonctionne même lorsqu'elle est tordue ou étirée au double de sa longueur normale, ou après avoir été jetée dans la lessive. La batterie est décrite dans un nouvel article publié récemment dans Advanced Energy Materials.
" L'électronique portable est un marché important et les batteries extensibles sont essentielles à son développement ", explique le Dr Ngoc Tan Nguyen (he/him), chercheur postdoctoral à la faculté des sciences appliquées de l'UBC. "Cependant, jusqu'à présent, les batteries extensibles n'étaient pas lavables. C'est un ajout essentiel si elles doivent résister aux exigences d'une utilisation quotidienne."
La batterie développée par le Dr Nguyen et ses collègues présente un certain nombre d'avancées techniques. Dans les batteries normales, les couches internes sont des matériaux durs enfermés dans un extérieur rigide. L'équipe de l'UBC a rendu les composés clés - dans ce cas, le zinc et le dioxyde de manganèse - étirables en les broyant en petits morceaux, puis en les intégrant dans un plastique caoutchouteux, ou polymère. La batterie est constituée de plusieurs couches ultrafines de ces polymères enveloppées dans un boîtier du même polymère. Cette construction crée un joint étanche à l'air et à l'eau qui garantit l'intégrité de la batterie lors d'utilisations répétées.
C'est Bahar Iranpour (elle/il), membre de l'équipe et étudiante en doctorat, qui a suggéré de jeter la batterie au lavage pour tester son étanchéité. Jusqu'à présent, la batterie a résisté à 39 cycles de lavage et l'équipe espère améliorer encore sa durabilité en poursuivant le développement de la technologie. "Nous avons soumis nos prototypes à un véritable cycle de lavage dans des machines à laver domestiques et commerciales. Ils sont ressortis intacts et fonctionnels et c'est ainsi que nous savons que cette batterie est vraiment résistante", explique M. Iranpour. Le choix de la chimie du zinc et du dioxyde de manganèse confère également un autre avantage important. "Nous avons opté pour le zinc et le manganèse parce que, pour les appareils portés à même la peau, il s'agit d'une chimie plus sûre que les batteries lithium-ion, qui peuvent produire des composés toxiques lorsqu'elles se brisent", explique M. Nguyen.
Une option abordable
Des travaux sont en cours pour augmenter la puissance de la batterie et sa durée de vie, mais cette innovation a déjà suscité un intérêt commercial. Les chercheurs pensent que lorsque la nouvelle batterie sera prête pour les consommateurs, elle pourrait coûter le même prix qu'une batterie rechargeable ordinaire.
"Les matériaux utilisés sont incroyablement peu coûteux, donc si cette pile est fabriquée en grand nombre, elle ne sera pas chère", explique le professeur de génie électrique et informatique John Madden (he/him), directeur du laboratoire de génie des matériaux et des procédés avancés de l'UBC, qui a supervisé les travaux. Outre les montres et les patchs destinés à mesurer les signes vitaux, la batterie pourrait également être intégrée à des vêtements capables de changer activement de couleur ou de température. "Les dispositifs portables ont besoin d'énergie. En créant une cellule souple, extensible et lavable, nous rendons l'énergie portable confortable et pratique."
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