Des scientifiques de l’UniversitĂ© 51łÔąĎÍřmettent au point une batterie extensible et biodĂ©gradable Ă base d’acides Ă©cologiques
Une Ă©quipe de recherche de l’Institut de durabilitĂ© en gĂ©nie et en conception Trottier de l’UniversitĂ© 51łÔąĎÍřa conçu une batterie extensible et Ă©cologique, adaptĂ©e aux dispositifs portables et implantables. Conçue Ă partir d’acide citrique ou lactique et de gĂ©latine, cette batterie allie flexibilitĂ© et rendement, tout en Ă©tant exempte de matĂ©riaux toxiques, ce qui contribue Ă rĂ©duire les dĂ©chets Ă©lectroniques.
« Nous utilisons énormément de batteries dans notre laboratoire pour alimenter des appareils portables, mais elles finissent toujours par tomber en panne et être jetées », explique Sharmistha Bhadra, directrice de recherche et professeure agrégée de génie électrique et informatique. « Nous voulions voir s’il était possible de créer une batterie biodégradable et extensible qui reste performante. »
Le citron comme source d’inspiration
Les électrodes des batteries classiques sont souvent fabriquées à partir de métaux lourds. L’équipe de recherche a remplacé ces composants nocifs par du magnésium et du molybdène, des matériaux fréquemment employés dans la conception de batteries biodégradables, car ils se décomposent plus facilement dans l’environnement. Toutefois, les études antérieures montrent que les batteries biodégradables à base de magnésium offrent généralement un rendement inférieur à celui des batteries classiques.
Pour remédier à ce problème, les scientifiques ont testé deux acides naturels, l’acide lactique et l’acide citrique, mélangés à de la gélatine. Ils ont constaté que l’ajout de l’un ou l’autre de ces acides permettait d’améliorer la performance des batteries.
« Le magnésium peut former une couche qui bloque la réaction entre l’électrolyte et l’électrode », explique le doctorant Junzhi Liu, qui a dirigé la mise au point et les essais de la batterie. « Nous avons découvert que l’acide citrique ou lactique permettait de dissoudre cette couche et d’augmenter à la fois la durée de vie et la tension de la batterie. »
Sharmistha Bhadra précise que l’idée d’utiliser l’acide citrique lui est venue d’une expérience scientifique bien connue des enfants.
« Beaucoup de gens fabriquent une “pile au citron” quand ils sont jeunes, en reliant un fil de cuivre à une ampoule : le citron contient suffisamment d’ions pour conduire l’électricité », dit-elle. « J’ai suggéré à Junzhi d’explorer cette piste avec l’acide citrique. »
L’extensibilité obtenue grâce à la gélatine et au motif kirigami
Pour rendre la batterie extensible, les scientifiques ont suspendu les acides dans de la gélatine. Ils ont ensuite découpé la batterie selon un motif kirigami, une technique qui permet aux matériaux de se plier et de s’étirer sans se rompre. Si cette approche est déjà utilisée dans l’électronique extensible, son application aux batteries biodégradables demeure relativement nouvelle. Grâce à cette conception, l’équipe a réussi à étirer la batterie jusqu’à 80 % sans en altérer la performance.
Les chercheuses et chercheurs ont également testé la batterie dans un capteur de pression pour simuler une utilisation réelle. Ils ont constaté qu’elle produisait une tension légèrement inférieure à celle d’une pile AA (1,3 volt contre 1,5 volt) lorsqu’elle alimentait un appareil.
« Nous voulions vérifier si la batterie pouvait alimenter un véritable dispositif portable ou un capteur », explique Sharmistha Bhadra. « Junzhi a donc conçu un dispositif tactile porté au doigt et alimenté par cette batterie. »
Elle ajoute que cette conception se prête particulièrement bien aux implants médicaux et aux appareils portables, mais qu’elle pourrait aussi convenir à des dispositifs flexibles connectés à l’Internet des objets.
Vers une réduction des déchets électroniques
L’équipe est maintenant à la recherche de partenaires du secteur privé pour poursuivre la mise au point de cette technologie. Les prochaines étapes consisteront à améliorer la performance de la batterie, à la miniaturiser pour une utilisation implantable et à l’intégrer à des circuits biodégradables.
« Notre objectif est de contribuer Ă rĂ©duire le problème grandissant des dĂ©chets Ă©lectroniques », souligne Sharmistha Bhadra. « Dans les sites d’enfouissement, on voit s’accumuler des appareils jetĂ©s depuis des annĂ©es. Le recyclage des dĂ©chets Ă©lectroniques n’est pas notre point fort : la majoritĂ© finit par ĂŞtre exportĂ©e vers des pays Ă faible revenu. En misant sur l’électronique biodĂ©gradable, nous pourrions attĂ©nuer une partie du problème.Ěý
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L’article « », par Junzhi Liu, Gregory Lazaris, Jinhyuk Lee et Sharmistha Bhadra, a été publié dans Advanced Energy and Sustainability Research en août 2025.
ł˘â€™Ă©tłÜ»ĺ±đ a Ă©tĂ© financĂ©e par l’Initiative systĂ©mique de 51łÔąĎÍřsur la durabilitĂ©.
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