Afrique Sub-Saharienne

  • Q&R : Un papier capable de stocker de l’énergie électrique

    Julien Chongwang

    30/01/16

Lecture rapide

  • Le "power paper" est fabriqué à base de cellulose, de polymère et de glycérine

  • Il a la même capacité que les condensateurs actuellement disponibles sur le marché

  • Ce papier écologiquement propre pourra être produit à grande échelle dans cinq ans.

Au mois de décembre 2015, des chercheurs du laboratoire d’électronique organique de l’université de Linköping en Suède ont mis au point une sorte de papier ayant la capacité de conduire, et surtout de stocker de l’énergie.
 
Baptisé "power paper", cet instrument se présente sous la forme d’un papier noir d’une quinzaine de centimètres de diamètre pour une épaisseur mesurant quelques dixièmes de millimètres.
 
Abdellah Malti, un des membres de l’équipe de recherche a expliqué à SciDev.Net les étapes de la mise au point du "power paper" en ces termes : "la première partie de cette recherche a été consacrée à des expériences exploratoires; il y a eu ensuite une étude detaillée des propriétés du "power paper"; et finalement la fabrication des composants tels qu'un supercondensateur pour le stockage de l’énergie et un transistor"
 
Pour cela, "nous avons mis au point un transistor avec le record du monde de capacité d’amplification", ajoute-t-il.

“L’importance des moyens de stockage de l’énergie est évidemment très cruciale dans la mesure où ils peuvent éviter de surcharger les stations qui produisent de l'électricité. En outre, dans les régions déficitaires en énergie électrique, les énergies renouvelables sont souvent intermittentes et stocker de l'énergie pourrait permettre de faire face à cet inconvénient.”

Xavier Crispin
Université de Linköping (Suède)

 
Selon l’équipe de recherche, ce papier peut être utilisé comme batterie pour stocker de l’énergie électrique. C’est ainsi, apprend-on, qu’il est capable de stocker un farad d’électricité, l’unité de mesure de la capacité électrique ; soit à peu près la même capacité que les condensateurs actuellement disponibles sur le marché.
 
Par ailleurs, l’on a appris auprès des chercheurs que ces batteries en papier auront l’avantage de pouvoir être rechargées seulement en quelques secondes et plusieurs centaines de fois.
 
"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 Crispin, autre membre de l’équipe de recherche, dans un article publié sur le site web de l’université de Linköping.
  
Dans cet entretien qu’il a accordé à SciDev.Net, Xavier Crispin donne davantage de précisions sur cette nouvelle trouvaille qui pourra prochainement bousculer bien des habitudes ; le gouvernement suédois ayant mis à disposition une enveloppe de 3,6 millions d’euros (plus de 2,36 milliards de FCFA) pour poursuivre la recherche en vue d’une production industrielle de ce papier.
 Xavier Crispin 2
Comment est fabriqué le "power paper" ?
 
Le "power paper" est fabriqué a partir de cellulose (le materiel issu des plantes qui s’utilise pour fabriquer du papier), que l'on mixe avec un polymère (ce qu'on appelle couramment du plastique) qui conduit de l'electricite; puis on y joute de la glycérine (un autre produit végétal), et puis on met le tout dans un four. C'est une méthode de fabrication extrêmement simple.
 
Quel est le principe de fonctionnement du "power paper" ?
 
Dans le produit final qui est donc le "power paper", le polymère conducteur d'électricité recouvre les fibres de cellulose. Ce qui permet de passer du courant électrique dessus. En plus, entre les fibres de cellulose, il existe des interstices pleins de glycérine, ce qui permet de transporter des ions. Le "power paper" combine donc d'excellentes conductivités électroniques et ioniques.
 
Comment vous est venue l’idée de concevoir une telle technique de stockage de l’électricité ?
 
L'idée était d'utiliser des matériaux verts et d'étudier leurs propriétés. La cellulose est le matériau organique le plus abondant sur la planète; ce qui permet évidemment de réduire les coûts de fabrication de différentes composantes électroniques.

Quels sont les principaux avantages que présente le "power paper" ?
 
Le premier grand avantage est qu’il s’agit d’un matériau vert, qui ne pollue pas. Ensuite, il y a la simplicité de sa fabrication, telle que je vous l’ai décrite précédemment. Enfin, on peut éventuellement ajouter son coût qui est minime.
 
A quels usages peut être utilisé le "power paper"
 
Il peut être utilisé dans toutes les applications nécessitant un matériau qui conduit les electrons et les ions. L'on pourrait par exemple penser aux systèmes biologiques.
 
Quelles sont les prochaines étapes du développement de cette technologie ?
 
Nous étudions actuellement les différentes méthodes possibles qui pourront permettre prochainement de fabriquer le "power paper" a grande échelle. Et nous pensons que cela peut être possible d’ici cinq ans.
 
Quels pourraient être les atouts spécifiques du "power paper" pour les régions déficitaires en électricité comme l’Afrique subsaharienne ?
 
L’importance des moyens de stockage de l’énergie est évidemment très cruciale dans la mesure où ils peuvent éviter de surcharger les stations qui produisent de l'électricité. En outre, dans les régions déficitaires en énergie électrique, les énergies renouvelables sont souvent intermittentes et stocker de l'énergie pourrait permettre de faire face à cet inconvenient.
 
Quelles sont les principales difficultés que vous avez rencontrées dans la conception de ce papier ?
 
Principalement, nous avons eu de la peine à résoudre les propriétés microscopiques/nanoscopiques avec des techniques de microscopie. Pour y parvenir, nous avons finalement eu recours a des méthodes de crystallographie.