Il y a plus de 15 milliards de batteries dans les décharges dans le monde, selon un article publié par le Hamilton Institute. On estime qu’environ 89 pour cent sont des piles domestiques courantes, ou de la variété alcaline. Cela pose divers problèmes à l’environnement. L’acide de batterie est hautement toxique, des métaux lourds peuvent s’infiltrer dans l’alimentation en eau et, s’ils sont incinérés, les composants provoquent une pollution de l’air.
L’invention de la pile en papier a été saluée comme une technologie « verte » efficace ou respectueuse de l’environnement. La batterie, qui contient jusqu’à 90 % de cellulose, n’est pas plus épaisse qu’une feuille de papier d’imprimante ordinaire, d’environ 025 mm (00098 pouces). En raison de sa composition, la pile en papier est totalement non toxique et entièrement biodégradable.
Créée en 2007 par un groupe d’étudiants du Rensselaer Polytechnic Institute de Troy, New York, la batterie en papier est le résultat d’un papier infusé de nanotubes de carbone, qui permettent au papier de conduire l’électricité. Un nanotube de carbone est un petit fil en forme de cylindre fabriqué à partir de carbone, une substance naturelle qui est à la base de la plupart des formes de vie sur la planète. L’introduction de nanotubes de carbone dans la batterie papier lui confère une propriété unique. Contrairement à la plupart des batteries utilisées, la batterie en papier peut être tordue, froissée, moulée ou déformée dans une variété de formes sans perdre aucune intégrité. La flexibilité des nanotubes permet à ces actions de se produire, et la batterie sera tout aussi efficace quelle que soit la forme dans laquelle elle est tordue.
Le papier est également infusé d’électrolytes sous forme de sel liquide, ce qui renforce les propriétés conductrices de la batterie. En raison de leur état hautement conducteur, les batteries en papier peuvent fonctionner à la fois comme une batterie lithium-ion normale et comme un supercondensateur. Cela signifie que la batterie peut stocker et réguler des quantités plus élevées d’électricité.
Il n’y a pas d’eau impliquée dans le processus de création de la batterie. Pour cette raison, la batterie a une plage de température fonctionnelle de -100 à 300 degrés Fahrenheit (-73 à 149 degrés Celsius). La large plage de températures présente un éventail d’options d’utilisation, y compris des environnements à haute température et gel dans lesquels les batteries normales peuvent être sujettes à la rupture, à l’éclatement ou à la fissuration. De plus, étant donné la construction unique de la batterie, la communauté médicale a l’œil sur la batterie pour une utilisation dans les stimulateurs cardiaques.
Une pile en papier est un appareil complètement intégré, contrairement à la plupart des piles alcalines, qui contiennent plusieurs composants. Les nanotubes sont intégrés dans le papier lors de la création, et les électrolytes sont trempés dans la cellulose. Cela signifie que tous les composants sont liés les uns aux autres au niveau moléculaire, donnant aux batteries en papier un autre niveau de durabilité.