Nouvelles batteries suédoises à base d'algues, ou comment la nature peut nous inspirer pour créer de nouvelles technologies

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Les exemples ne manquent pas, dans la nature, de résultats de quatre milliards d'années d'évolution remarquablement équilibrés. La biomimétique est un domaine en pleine expansion dans lequel les chercheurs observent la nature et s'inspirent des designs ingénieux observés pour créer des techniques écologiques ou des matériaux aux caractéristiques améliorées.

A KTH (Ecole royale polytechnique de Stockholm), les chercheurs étudient ainsi comment la cellulose est produite dans les parois des cellules des végétaux. Cela permet, entre autres, de produire de nouveaux matériaux composites qui sont utilisés pour les emballages, les capteurs biologiques ou les médicaments. Biomine, dont le directeur est un chercheur français, Vincent Bulone, est le centre d'excellence interdisciplinaire de biomimétique pour l'ingénierie des fibres de KTH.

Le 15 octobre 2009 s'est tenu sur le site d'Albanova de KTH, le forum Bioinspired. Au programme, toute une série de nouvelles technologies comme des surfaces hydrophobes, de la cellulose magnétique et de nouveaux matériaux composites, la prochaine génération de pulvérisateurs inspirés d'une espèce de coléoptère ou encore des batteries à base d'algues vertes particulièrement efficaces. Le forum était orienté vers les nouvelles technologies respectueuses de l'environnement.

Dix secondes pour recharger une batterie

Les chercheurs Maria Strømme et Gustav Nyström du laboratoire Angström de l'université d'Uppsala, ont ainsi présenté récemment une nouvelle batterie qui bat tous les records de rapidité. Elle peut être rechargée en une dizaine de secondes seulement. Elle a tout pour plaire : légère, bon marché, une grande capacité et rapide. Le secret provient de la nanostructure d'une algue verte.

L'utilisation conjuguée de cellulose et de polymères conducteurs n'est pas nouvelle et de nombreux chercheurs développent cette technique à travers le monde. Cependant, le principal obstacle au développement de cette technique était l'important temps de charge. La raison en était la couche trop épaisse de polymères conducteurs dans laquelle est stockée l'énergie, ce qui allongeait le temps de déplacement des ions dans la structure.

La solution mise au point par les chercheurs de l'université d'Uppsala, est basée sur une couche fine d'algues, de 50 nanomètres, tenue par un polymère nommé Polypyrrole. La minceur de la couche rend le chargement très rapide. La cellulose est produite par les algues, une première dans une batterie. C'est donc grâce à l'algue verte appelée Aegagropila linnaei de la famille des Cladophoraceae que ces résultats impressionnants ont été obtenus. La structure de l'algue présente une très grande surface extérieure, interface où sont stockés les ions en grande quantité, d'où une importante capacité. De l'eau salée est utilisée comme électrolyte dans un papier filtre: c'est très simple, on peut presque fabriquer une telle batterie soi-même.

Après une centaine de cycles charge-décharge, le premier prototype de batterie a perdu 6% de sa capacité. Cela peut être un facteur limitatif pour certaines applications mais ne sera pas un problème pour d'autres utilisations. Par ailleurs, les chercheurs affirment avoir déjà identifié plusieurs pistes pour réduire efficacement ces pertes, notamment en améliorant les contacts.

Un important travail de développement est encore nécessaire avant le lancement sur le marché de cette batterie, à commencer par le choix des applications pour lesquelles une optimisation est envisageable. Deux possibilités sont les emballages ou les textiles avec de l'électronique intégrée.

SOURCE : BE Suède numéro 8 (26/10/2009) - Ambassade de France en Suède / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/60910.htm