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Pour permettre aux vêtements de réellement intégrer
des solutions connectées, il faut que les batteries qui les alimentent
soient aussi flexibles. Un défi réalisé en utilisant nanotubes de
carbone et matériaux organiques.
Alors qu’on parle de plus en plus de technologies flexibles (dans les vêtements, par exemple), des chercheurs de l'université du Delaware
se sont posé la question de leur alimentation. En effet, on peut avoir
l'écran le plus souple du monde, si la batterie qui l'alimente est
rigide, cela limite ses possibilités. En utilisant notamment des
nanotubes de carbone et des matériaux organiques, l’équipe du professeur
Bingqing Wei
est parvenue à créer un premier prototype de batterie souple et
extensible. Pour simplifier, on peut comparer leur dispositif à une pile Alcaline formée de deux électrodes (négatif et positif), d’un séparateur et d’un élément conducteur. "Je
préfère parler de 'supercapaciteur', un appareil électrochimique
capable de stocker de l'électricité via une réaction chimique", précise à L’Atelier le professeur Wei.
Les nanotubes de carbone : un matériau aux propriétés idéales
Les électrodes ont été réalisées à l'aide de nanotubes de carbone épais
d'à peine 1 millimètre. Un matériau aux propriétés idéales : "très bonne conductivité électrique, léger et robuste",
explique le scientifique. Ce n’est pas la première fois qu’un modèle
est assemblé à l'aide d'électrodes flexibles. La nouveauté c’est que le
"supercapaciteur" des chercheurs américains est doté d’un séparateur
souple, lui aussi. Pour ce faire, les chercheurs ont eu recours à du
polyruéthane, une matière plastique ayant l’avantage de pouvoir se
présenter dans une grande variété de structures et de dureté (on la
retrouve aussi bien dans des colles et des peintures que dans des
mousses ou dans les roues des patins à roulette). Ici, les chercheurs
ont choisi une membrane fibreuse en caoutchouc synthétique.
Etiré jusqu’à 30 % de sa longueur
"L’espace entre les fibres crée une structure poreuse qui permet
aux ions de se déplacer librement [à travers la batterie, ndlr] lors
d’une flexion ou d’une distorsion", écrivent les chercheurs.
Autrement dit, la flexibilité n’affecte pas la capacité de la batterie à
fournir de l’électricité aux appareils qu’elle alimente. "Le système peut être étiré jusqu’à 30 % de sa longueur", assure Bingqing Wei. De même, cette structure permet une résistance
(électrique) relativement faible à l’ensemble. Concrètement, cela veut
dire que l’appareil se recharge très rapidement (beaucoup plus vite
qu'une batterie ou qu'une pile de type Alcaline, ce qui explique que les
chercheurs rechignent à employer la comparaison). Pratique pour un
système destiné à alimenter en énergie des appareils électroniques par
définition très mobiles.
