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Une batterie souple créée à partir de la cellulose du bois

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Une équipe de chercheurs de l'institut royal de Technologie de Stockholm (Suède) et de l'université Stanford (États-Unis) a créé une batterie souple à base de nanofibrilles de cellulose extraites du bois. Imprégnée d'une encre conductrice, la structure en trois dimensions permettrait de stocker davantage d'énergie qu'une batterie classique. Elle pourrait être employée pour les batteries des véhicules électriques ou dans les vêtements connectés.

Cette batterie souple a été conçue à partir de nanofibrilles de cellulose extraites du bois. Elle est imprégnée d’une encre conductrice et sa structure en 3D offre une capacité de stockage d’énergie plus importante que les batteries standard. © Max Hamedi and Wallenberg Wood Science Center

La cellulose, ou plus précisément les nanofibrilles de cellulose (NFC) obtenues à partir du bois, offrent des perspectives très prometteuses en matière de chimie verte, mais pas seulement... La semaine dernière, nous rendions compte des travaux de chercheurs nord-américains ayant mis au point un procédé de fabrication d'une puce électronique biodégradable à base de papier de nanofibrilles de cellulose.

Ce substrat représente une alternative aux matériaux non renouvelables et potentiellement toxiques employés actuellement dans les semiconducteurs. Il offre par ailleurs une souplesse mécanique des plus intéressantes. C'est justement sur cette propriété que des scientifiques se sont appuyés pour élaborer une batterie souple susceptible de mieux supporter les chocs et les impacts qu'une batterie standard.

Pour pouvoir être transformées en aérogel, les nanofibrilles de cellulose, visibles ici au microscope électronique à balayage, ont d’abord été lyophilisées pour éliminer toute trace d’humidité. © Aslamacia, Wikimedia Commons

Une mousse légère et poreuse

L'équipe formée de chercheurs de l'institut royal de Technologie de Stockholm (Suède) et de l'université Stanford (États-Unis) a donc utilisé des nanofibrilles de cellulose extraites du bois pour créer un aérogel. Celui-ci a servi à fabriquer une batterie en trois dimensions. « Le résultat est un matériau à la fois dur, léger et souple, explique le professeur Max Hamedi. Ce matériau ressemble à la mousse des matelas mais il est un peu plus dur, plus léger et plus poreux. On peut le toucher sans le casser. »

Le processus de fabrication de cet aérogel débute avec des fibres de bois qui sont traitées pour extraire les nanofibrilles de cellulose. Ces dernières sont ensuite lyophilisées afin d'éliminer toute humidité. L'aérogel est alors recouvert à l'intérieur et à l'extérieur d'une encre conductrice grâce à une technique « à la limite de l'échelle atomique », peut-on lire dans le communiqué de presse.

Selon les chercheurs, cette technologie pourrait servir à fabriquer des batteries plus sûres pour les voitures électriques, mais pas uniquement. Une batterie souple de ce type pourrait très bien convenir pour des vêtements connectés en s'insérant discrètement dans les doublures. Par ailleurs, les concepteurs soulignent que la structure en trois dimensions offre l'avantage de pouvoir stocker plus d'énergie dans moins d'espace, mais ils ne fournissent aucune donnée chiffrée sur les capacités de leur prototype.