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Quand le papier devient électricité et sait la stocker

Power paper
Un groupe de chercheurs du laboratoire d'électronique organique de l’université de Linköping en Suède a trouvé un nouvel usage pour le papier : le stockage d’énergie. Composée de nanocellulose et d’un polymère conducteur, cette feuille de papier devient un matériau possédant d'exceptionnelles capacités de conductivité électrique. 
 
De couleur noire, quinze centimètres de diamètre et quelques dixième de millimètres d'épaisseur et baptisée "Power Paper", cette feuille de papier peut non seulement stocker de l’énergie, mais également être rechargée plusieurs centaines de fois en quelques secondes avec une capacité de stockage équivalente à celle des supercondensateurs qu’on trouve aujourd’hui sur le marché. 
 

Comment ça marche ?

Lors de sa fabrication, les nanofibres qui composent généralement le papier ordinaire sont plongées dans une solution aqueuse contenant le polymère conducteur. Celui-ci forme une fine couche autour des fibres qui permet de conduire l’électricité.  Ce mélange n’a plus qu’à être déshydraté pour devenir le « Power paper ».
Comme l’explique Jesper Edberg, membre de l’équipe de scientifiques, "les fibres recouvertes sont entremêlées, et le liquide entre les espaces de ces fibres agit comme un électrolyte".
 
Ce premier prototype serait capable de stocker un Farad d’électricité (unité de mesure de capacité électrique), soit l’équivalent de la capacité des super-condensateurs actuellement sur le marché. Le Power Paper a également battu un nouveau record mondial de conductivité des ions et électrons, et peut être rechargé plusieurs centaines de fois en quelques secondes.
 

Un processus de production écologique

Ce nouveau matériau affiche un faible coût écologique et économique car la cellulose est recyclable et le polymère très facilement accessible. Il est léger et ne demande aucun métal lourd ni traitement chimique, contrairement aux batteries et aux condensateurs actuels qui utilisent du métal et des substances chimiques toxiques. Sa bonne résistance lui permet également d’être fabriqué par des machines à papier. Un processus de fabrication beaucoup plus simple que celui nécessaire pour les batteries au lithium-ion par exemple.
 
"Des films ultrafins, qui fonctionnent comme des condensateurs, existent depuis quelque temps. Mais nous avons réussi à produire un matériau en trois dimensions. Cela signifie qu’on peut le produire comme des piles de papier", explique Xavier Crispon, chercheur du Laboratory of Organic Electronics à l’université de Linköping.
 
Si ce projet reste pour l’instant au stade expérimental, le groupe de scientifiques s’est déjà vu attribuer 3,6 millions d’euros pour poursuivre son travail et mettre au point une méthode de production.
 
Ce papier, qui possède le record d’une conductivité simultanée sur les ions et les électrons, pourrait avoir un impact majeur sur la manière de charger nos appareils électriques. Des recherches plus approfondies permettraient d’utiliser ce papier dans des appareils qui consomment beaucoup d’énergie.
Reste à savoir comment faire en sorte de produire ce matériau à grande échelle. 
 
 
Crédits photos : Thor Balkhed / Abdellah Malti