Constituée de graphite, de sel, de papier, de zinc et d’encre, une pile biodégradable et bon marché conçue en Suisse pourrait bien faire la différence !
Des composants biodégradables
Véritable enjeu écologique, les piles font régulièrement l’objet de critiques de la part des organismes et associations luttant pour l’environnement. Composée de plusieurs éléments nocifs, les piles jetées dans la nature sont en mesure de polluer les sols pendant des dizaines d’années.
Depuis plusieurs années, certains chercheurs se penchent sur des solutions plus respectueuses de l’environnement. Récemment, c’est une équipe du Laboratoire fédéral d’essai des matériaux et de recherche (EMPA), situé en Suisse, qui s’est illustrée avec une pile composée de composants non polluants et biodégradables. Encre, papier, zinc, graphite, suie et eau salée, les matériaux utilisés dans le cadre de l’élaboration de l’invention du laboratoire suisse ne contiennent aucun élément susceptible de causer des dégâts à l’environnement.
Pour mettre au point cette pile, les chercheurs ont imprimé du papier préalablement trempé dans de l’eau salée puis séché. Sur une face, ils ont appliqué de l’encre d’imprimante contenant notamment de la poudre de zinc. Sur l’autre, un mélange constitué d’encre et de graphite. En complément, ils ont ajouté une couche conductrice constituée de graphite, de suie et d’encre. Pour faire fonctionner cette pile, il suffit alors de l’humidifier en ajoutant quelques gouttes d’eau.
Un principe simple, mais des pistes d’amélioration
Publiée dans la revue Scientific Reports, l’expérience menée par Gustav Nyström et son équipe de l’EMPA a montré que deux cellules de batteries reliées entre elles permettent d’alimenter un petit réveil numérique pendant environ une heure, avant de se dessécher. Il a cependant suffit d’ajouter de nouveau de l’eau pour permettre à la pile de fonctionner de nouveau.
Une fois mouillée, le côté zinc-encre devient l’anode, alors que le côté graphite-suie-encre se transforme en cathode. Une fois tous les électrons du zinc émis depuis l’anode jusqu’à la cathode épuisés, la pile n’est alors plus fonctionnelle. L’autonomie de cette dernière est donc directement liée à la quantité de poudre de zinc disponible. Une fois utilisée, la pile peut être jetée ou utilisée comme compost.
Représentant une surface d’un centimètre carré, une seule cellule est en mesure de fournir une tension stable de 1,2 V, soit un peu moins qu’une pile alcaline AA de 1,5 V. L’utilisation conjointe de plusieurs piles permet toutefois d’augmenter cette tension.
Même si son fonctionnement demeure relativement simple, le développement de cette pile biodégradable a nécessité un an et demi de travaux selon ses concepteurs. Ceux-ci se concentrent actuellement sur l’amélioration de leur invention en cherchant notamment à remédier au problème du séchage de la bande de papier qui limite son utilisation.
Cette pile, qui nécessite encore de nombreux ajustements, pourrait à l'avenir servir à alimenter des capteurs environnementaux ou des dispositifs médicaux.
