Qu'est-ce qu'une batterie de papier?
Selon un article publié par le Hamilton Institute, il y a plus de 15 milliards de piles dans les décharges dans le monde. On estime qu'environ 89% sont des piles domestiques ordinaires ou des piles alcalines. Cela pose divers problèmes à l’environnement. L'acide de batterie est hautement toxique, des métaux lourds peuvent s'infiltrer dans l'eau et, s'ils sont incinérés, les composants polluent l'air.
L’invention de la pile à papier a été saluée comme une technologie «verte» ou écologique efficace. La batterie, composée à 90% de cellulose, n’est pas plus épaisse qu’une feuille ordinaire de papier pour imprimante, d’une épaisseur d’environ 0,025 mm (0,00098 pouce). En raison de sa composition, la pile à papier est totalement non toxique et entièrement biodégradable.
Créée en 2007 par un groupe d’étudiants de l’Institut polytechnique Rensselaer de Troy, dans l’État de New York, la pile à papier est le fruit d’un papier infusé de nanotubes de carbone, qui lui permet de conduire l’électricité. Un nanotube de carbone est un petit fil en forme de cylindre en carbone, une substance naturelle à la base de la plupart des vies sur la planète. L'introduction de nanotubes de carbone dans la pile à papier lui confère une propriété unique. Contrairement à la plupart des batteries en cours d'utilisation, la batterie en papier peut être torsadée, froissée, moulée ou déformée selon diverses formes sans perdre aucune intégrité. La flexibilité des nanotubes permet à ces actions de se produire et la batterie sera tout aussi efficace, quelle que soit sa forme.
Le papier est également imprégné d'électrolytes sous forme de sel liquide, ce qui renforce les propriétés conductrices de la batterie. En raison de leur état hautement conducteur, les piles à papier peuvent fonctionner à la fois comme une pile lithium-ion normale et comme un supercondensateur. Cela signifie que la batterie peut stocker et réguler de plus grandes quantités d'électricité.
Il n'y a pas d'eau impliqué dans le processus de création de la batterie. Pour cette raison, la batterie a une plage de température de fonctionnement allant de -73 à 149 degrés Celsius (-100 à 300 degrés Fahrenheit). La large plage de température présente un éventail d’options d’utilisation, y compris des environnements à température élevée et au gel, dans lesquels les batteries normales peuvent être soumises à une rupture, une explosion ou une fissuration. En outre, compte tenu de la construction unique de la pile, la communauté médicale la surveille pour l’utilisation dans les stimulateurs cardiaques.
Une pile en papier est un appareil complètement intégré, contrairement à la plupart des piles alcalines, qui contiennent plusieurs composants. Les nanotubes sont intégrés au papier lors de la création et les électrolytes sont trempés dans la cellulose. Cela signifie que tous les composants sont liés les uns aux autres au niveau moléculaire, ce qui donne aux piles à papier un autre niveau de durabilité.