Dans la course à la miniaturisation et à la minceur des appareils électroniques, on butte souvent sur un obstacle de taille et de poids: la batterie. De gros efforts ont été faits afin d’avoir des batteries les plus fines possibles sans pour autant perdre en efficacité. Une nouvelle étape prometteuse vient d’être franchie, lorsque des chercheurs de l’Université de Rice à Houston au Texas annoncent avoir mis au point une batterie qui peut être pulvérisée sur n’importe quelle surface comme de la peinture.
Si les composants d’une batterie, y compris les électrodes, le séparateur, l’électrolyte et les collecteurs de courant peuvent être conçus comme des peintures et ensuite appliqués successivement sur n’importe quelle surface afin de construire une batterie complète, cela aurait un impact significatif sur la conception, la mise en œuvre et l’intégration des périphériques de stockage de l’énergie.
Ici, nous établissons un changement de paradigme dans l’assemblage de la batterie en fabriquant des piles rechargeables lithium-ion uniquement par pulvérisation par étapes successives de peinture de ses composants sur une variété de matériaux tels que métaux, le verre, la céramique émaillée et les substrats de polymères flexibles. Nous démontrons également la possibilité pour les batteries peintes interconnectées de manière modulaire d’être couplées à des dispositifs de conversion d’énergie telles que les cellules solaires, rendant possible la construction de périphériques hybrides et autonomes de production/stockage d’énergie.
Disponible en aérosols ou par l’utilisation de pistolets à peinture, cette invention pourrait être une petite révolution dans le monde des batteries lithium-ion qui sont utilisées pour alimenter nos ordinateurs portables et autres téléphones mobiles en rendant de ce fait ces appareils plus légers et plus fins.
Plusieurs expériences ont pu valider le principe en permettant la pulvérisation de l’ensemble des composants de la batterie par couches successives sur différentes surfaces. L’efficacité a déjà été prouvée sur des plaques de verre, des feuilles d’acier inoxydable ou encore des tuiles de céramique. Les objets ne doivent pas obligatoirement être plans. La batterie peinte peut également être pulvérisée sur des objets en relief.
L’approche modulaire n’est pas en reste. Il est possible d’assembler ces batteries peintes pour proposer un ensemble adapté aux besoins. Lors des expériences, les chercheurs ont pu par exemple utiliser 9 carreaux de céramique et leur appliquer la batterie-peinture. Reliés entre eux, ils ont ensuite été équipés de capteurs solaires. Ce système a pu fournir l’énergie nécessaire, soit 2,4 volts, pour alimenter 40 LED pendant plus de 6 heures. La batterie a conservé environ 98 pour cent de sa capacité après soixante cycles de charge.
D’après les chercheurs, un tel procédé pourrait très bien être employé pour recouvrir l’intégralité des murs d’une maison. Couplé avec des cellules solaires sur le toit on aurait une maison capable de produire et stocker l’électricité. On se rapprocherait ainsi de l’autonomie énergétique.
Cela dit, ne comptez tout de même pas trouver cette technologie dans les boutiques de bricolage tout de suite. Les chercheurs travaillent actuellement à perfectionner leur invention déjà brevetée. Avant une commercialisation à grande échelle, ils doivent résoudre plusieurs problèmes dont le principal est que ces batteries utilisent des électrolytes liquides toxiques, inflammables et potentiellement corrosifs, qui doivent être appliqués dans un environnement dénué d’oxygène et d’humidité. Cela rend l’application de cette technique, tout du moins dans sa forme actuelle, difficilement utilisable pour créer des batteries sur des objets à disposer en extérieur.
Dernière précision de taille : la technique mise au point pourrait être appliquée à pratiquement n’importe quelle unité de stockage de l’énergie multicouche ainsi que pour tous dispositifs de conversion d’énergie tels que les super condensateurs ou des cellules solaires à peindre…
Voici une petite vidéo de présentation du projet :
Source : Scientific Reports, Rice University
C’est très interessant, mais ils ne parlent pas de la durée de vie de ce type de batterie. Parce que quand la batterie sera morte, l’équipement sera bon pour être changer complétement!
J’imagine que la durée de vie n’est pas trop connue à ce stade.
Pour l’électronique, on peut imaginer le même principe qu’aujourd’hui. Si la batterie est soudée sur l’appareil, une fois HS c’est poubelle (ou recyclage). Si la batterie est dissociée on peut alors la changer. Il ‘suffira’ de ne pas peindre directement la surface de l’objet à alimenter mais un composant fin et léger amovible.
Pour les maisons là c’est en effet moins facile! 😉