Des chercheurs aux États-Unis ont construit des batteries qui peuvent être complètement absorbées par l’environnement ou les organismes vivants après avoir travaillé pendant une courte période. Les batteries pourraient être développées pour alimenter des stimulateurs cardiaques temporaires ou pour la surveillance environnementale.

Les travaux antérieurs sur une technologie similaire avaient été limités par des sorties à basse tension ou des densités d’énergie, limitant leur utilité aux systèmes à faible puissance comme les LED ou les calculatrices simples. « Nous avons remarqué que la tension de fonctionnement de presque toutes les batteries signalées était inférieure à un volt, puis la capacité était négligeable… si vous voulez avoir quelque chose pour des applications réelles, vous devez vraiment augmenter la tension de sortie et la capacité du cellule », explique Amay Bandodkar de la North Carolina State University qui a dirigé les travaux aux côtés de John Rogers de la Northwestern University.

L’équipe a commencé avec des matériaux bien caractérisés pour leur biodégradabilité, se déposant sur des électrodes de magnésium et d’iode. Ils ont rapidement constaté que le fait de contenir tous les composants dans un seul récipient, comme une batterie traditionnelle, entraînait de faibles performances. Le magnésium s’est entouré de bulles d’hydrogène lors de son oxydation et l’iode a rapidement pollué le système.

Au lieu de cela, ils ont développé une architecture hybride séparant l’anode et la cathode, et un système à double électrolyte. En gardant l’anode de magnésium à l’extérieur de la poche de la batterie, le milieu ambiant agit comme un anolyte, s’interfaçant lentement avec le fluide ionique à base de choline entourant la cathode d’iode. Ce fluide ionique visqueux ralentit la lixiviation de l’iode tandis que les bulles d’hydrogène produites sur le magnésium sont libres de se disperser. « Avec ce type de configuration, nous avons pu obtenir une capacité beaucoup plus élevée et la batterie a survécu pendant près d’une semaine sans trop de dégradation », explique Bandodkar.

Alors que les piles duraient environ une semaine lorsqu’elles étaient implantées dans des modèles de souris, elles pouvaient durer beaucoup plus longtemps dans des applications quotidiennes, comme une télécommande de téléviseur. La durée de vie plus courte pourrait être souhaitable pour certains dispositifs médicaux, comme un stimulateur cardiaque temporaire. Celles-ci sont parfois implantées lors d’une chirurgie à cœur ouvert et retirées chirurgicalement quelques jours plus tard – avec une batterie résorbable, elles disparaîtraient tout simplement.

Gustav Nyström, dont les recherches portent sur le développement de matériaux durables avancés et de batteries biodégradables à l’Empa en Suisse, suggère que le contrôle de la résorption pourrait être une étape future importante. «C’est un défi inhérent de pouvoir contrôler la durée de vie de l’appareil pour l’application; pouvoir accorder cela avec les matériaux, et peut-être aussi être capable d’activer la dégradation par des stimuli externes.

Zhongfan Jia, dont les recherches à l’Université Flinders en Australie impliquent la fabrication de batteries entièrement organiques, déclare : « Pendant longtemps, les batteries implantables n’étaient qu’un concept, et nous pouvions voir quelques images conceptuelles, mais je n’avais pas vraiment vu la vraie chose. se produire.’

Pour Bandodkar, passer d’un système à usage unique est une perspective intrigante. « Nous avons pu le montrer pour les piles primaires… mais pouvons-nous aussi les rendre rechargeables ? Ce serait encore plus excitant.