Minshen Zhu et Oliver Schmidt présentent leur micro-batterie — © Jacob Müller / TU Chemnitz

La miniaturisation constante de l’électronique exige de repenser les dispositifs qui l’alimentent. Récemment, des chercheurs de l’université technologique de Chemnitz ont dévoilé le plus petit exemple en la matière.

Un dispositif absolument minuscule

Ce système de stockage d’énergie révolutionnaire, récemment décrit dans la revue Advanced Energy Materials, repose sur une approche « gâteau roulé ». En lieu et place de la confiture et de la génoise, les scientifiques ont utilisé des collecteurs de courant et des bandes d’électrodes en matériaux polymères, métalliques et diélectriques qui ont été superposés sur une fine surface gaufrée en silicium préalablement tendue. Lorsque ces couches individuelles sont décollées, la tension est relâchée et les matériaux se replient, créant une « micro-batterie cylindrique auto-enroulée ».

Mesurant moins d’un millimètre carré de diamètre, soit la taille d’un grain de poussière, ce minuscule dispositif présente une densité énergétique minimale de 100 microwattheures par centimètre carré. De telles caractéristiques le rendraient particulièrement adapté aux capteurs à même d’être implantés dans le corps humain.

Ces dernières années, différents dispositifs expérimentaux ont été développés afin de recueillir en temps réel toutes sortes d’informations, des niveaux d’oxygène dans les tissus profonds à la surveillance des organes vitaux à la suite d’opérations chirurgicales lourdes, mais la plupart d’entre eux reposent sur la transformation des vibrations mécaniques ou de la chaleur en énergie/électricité.

La micro-batterie comparée à un grain de sel — © TU Chemnitz / Leibniz IFW Dresden

Selon l’équipe, leur nouveau système rechargeable pourrait notamment être utilisé comme batterie de secours en cas d’interruption de la collecte d’énergie.

« Nous pouvons nous attendre à des micro-batteries beaucoup plus puissantes dans un avenir proche »

Parmi les autres applications envisageables pour leur micro-batterie cylindrique, les auteurs de l’étude évoquent les systèmes robotiques et les dispositifs électroniques ultra-flexibles, tout en soulignant qu’elle peut actuellement alimenter les plus petites puces informatiques du monde pendant environ 10 heures.

« Il existe encore une large marge d’amélioration pour ce type de technologie », souligne Oliver Schmidt, auteur principal de l’étude. « Nous pouvons nous attendre à des micro-batteries beaucoup plus puissantes dans un avenir proche. »

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