Une batterie innovante se recharge grâce à l'humidité de l'air ambiant

Des scientifiques de l'université de Caroline du Nord, en collaboration avec des chercheurs de l'université Rice, ont développé une batterie qui puise une partie de son énergie dans l'humidité naturelle présente dans l'air environnant.

Selon la revue Science Advances, cette batterie innovante ouvre de nouvelles perspectives pour les appareils de l'internet des objets, allant des écrans portables aux systèmes de vidéosurveillance.

Les dispositifs connectés requièrent des sources d'énergie légères, flexibles et sécurisées. Les batteries classiques sont souvent inadaptées, car elles sont rigides, lourdes et contiennent des substances dangereuses. Les appareils fonctionnant à partir de l'énergie ambiante sont plus légers mais moins puissants. Cette nouvelle batterie vise à résoudre ce compromis.

Elle est constituée d'une anode en magnésium, d'une cathode en argent avec chlorure d'argent, et d'une membrane en cellulose intégrant des sels de chlorure de lithium servant de séparateur. La batterie absorbe l'humidité de l'air, dissolvant les sels dans l'eau pour former un électrolyte liquide qui permet sa charge.

Amai Bandodkar, co-inventeur et professeur associé en génie électrique et informatique à l'université d'État de Caroline du Nord, explique : « Notre batterie ne contient aucun électrolyte toxique ou inflammable puisqu'elle fonctionne essentiellement avec de l'eau salée. De plus, elle ne s'active qu'en présence d'air, ce qui lui permet de rester inerte dans un emballage hermétique, prolongeant ainsi sa durée de vie. »

Cette batterie conserve ses performances même après déformation grâce à sa structure unique : ses cellules, semblables aux écailles du pangolin, s'emboîtent étroitement, réduisant les espaces lors de l'expansion. Les simulations montrent que ce design répartit uniformément les contraintes lors de flexions, torsions ou étirements, préservant ainsi la densité énergétique.

Les tests ont confirmé que la batterie peut alimenter un oxymètre sans fil Bluetooth pendant 30 heures, une autonomie comparable aux batteries standards. Elle est plus légère que de nombreuses alternatives commerciales, ses matériaux sont biocompatibles et biodégradables, offrant une option sûre face aux batteries lithium-ion.

Par ailleurs, cette batterie présente une fonction unique d'autodestruction d'urgence. Un mélange sec d'aluminium et d'iode est stocké dans une chambre isolée sous la membrane en cellulose. Sous une pression externe, la membrane laisse passer l'humidité, déclenchant une réaction qui détruit l'appareil en moins de trois minutes. Ce mécanisme a été testé avec un capteur de gaz sans fil.

Les inventeurs estiment que leur création dépasse le simple prototype scientifique pour devenir une solution opérationnelle. La technologie est déjà prête à alimenter des objets connectés et des équipements médicaux, ouvrant la voie à une nouvelle génération d'électronique.