Une nouvelle technologie pour produire des batteries rentables à partir de déchets médicaux. C’est le pari de chercheurs de l’Université nationale des sciences et des technologies MISIS (NUST MISiS), soutenus par des collègues des États-Unis et du Mexique, qui ont trouvé comment les masques utilisés contre le coronavirus, déchets ô combien polluants, pouvaient être transformés et utilisés comme batteries.
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Pour réussir cette transformation, les chercheurs ont d’abord désinfecté les masques à l’aide d’ultrasons. Ils les ont ensuite plongés dans une encre à base de graphène. Il s’agit d’un matériau possédant des qualités de super conducteur, composé de carbone.
Ensuite, les masques ont été comprimés et chauffés à 140 °C. Ils forment ainsi des « boulettes » conductrices qui fonctionnent comme les électrodes d’une batterie. Celles-ci sont séparées par une couche isolante, elle-même constituée de vieux masques. Enfin, le tout est trempé dans un électrolyte. Pour rappel, il s’agit d’un composant chimique qui forme des particules qui transportent une charge électrique. L’ensemble est ensuite recouvert d’une enveloppe protectrice faite d’un autre type de déchets médicaux. Plus précisément, cette enveloppe est fabriquée à partir de blisters de médicaments, ou autrement dit, à partir d’emballages en plastique fermés.
Pour quelle capacité de batterie
Selon les scientifiques, les batteries posséderaient une densité énergétique de 99,7 wattheures par kilogramme (Wh/kg). Un taux qui se rapproche de la densité énergétique de la batterie lithium ion, qui varie entre 100 et 265 Wh/kg. À savoir qu’auparavant, les piles créées à l’aide d’une technologie similaire avaient une capacité de 10 Wh/kg.
Plus tard dans leur processus de création, les scientifiques ont décidé d’ajouter des nanoparticules de pérovskite inorganique de type oxyde de CaCo aux électrodes obtenues à partir des masques. Il s’agit d’un minéral ou d’un cristal, composé d’oxyde de calcium et de titane de formule CaTiO3. Une fois ajoutées aux électrodes, ces nanoparticules ont permis d’augmenter la capacité énergétique des batteries. Elle a ainsi atteint les 208 wattheures/kg.
Ces nouvelles batteries seront fines, flexibles et peu coûteuses. En raison de leur faible coût, elles seront également jetables. À titre de comparaison, les batteries classiques sont plus lourdes et recouvertes de métal. Leurs coûts de fabrication sont donc plus élevés.
Les nouvelles piles pourront être utilisées dans les appareils ménagers. À l’avenir, l’équipe scientifique prévoit d’appliquer cette nouvelle technologie à la production de batteries pour les voitures électriques ou pour les centrales solaires.