Des ingénieurs des universités de Caroline du Nord et Rice ont conçu une batterie extensible et non toxique qui génère son propre électrolyte en absorbant l’humidité de l’air. Publiés dans Science Advances, les travaux démontrent une alimentation fiable de petits appareils électroniques pendant 30 heures, sans électrolyte inflammable ni métaux lourds.
Sept minutes d’exposition à l’air ambiant suffisent. Une batterie conçue par des ingénieurs de l’Université d’État de Caroline du Nord et de l’Université Rice se passe d’électrolyte préexistant. Elle fabrique le sien en captant l’humidité atmosphérique. Les travaux, publiés le 1er juillet 2026 dans la revue Science Advances, ouvrent des perspectives concrètes pour l’alimentation de petits dispositifs électroniques, des capteurs médicaux aux objets connectés.
Un électrolyte né de l’humidité ambiante
La batterie activée par l’humidité (MAB, pour moisture-activated battery) repose sur une architecture simple. Une anode en magnésium et une cathode en argent et chlorure d’argent sont séparées par une membrane de cellulose imprégnée de sels de chlorure de lithium. Au contact de l’air, la membrane absorbe la vapeur d’eau environnante, qui dissout les sels et génère un électrolyte liquide directement au sein du dispositif. Aucun électrolyte toxique ou inflammable n’intervient dans le processus.
« Notre batterie élimine les électrolytes toxiques et inflammables, car elle fonctionne essentiellement à l’eau salée », a déclaré Amay Bandodkar, professeur assistant en génie électrique et informatique à NC State et co-auteur correspondant de l’étude. La cellule atteint une puissance de sortie stable en environ sept minutes dans des conditions d’air intérieur ordinaires. Les chercheurs rapportent un fonctionnement fiable dans des environnements très contrastés, du désert aride jusqu’à la forêt tropicale humide, confirmant la robustesse du dispositif face aux variations hygrométriques.
Des écailles de pangolin contre les contraintes mécaniques
Pour préserver les performances sous étirement, l’équipe a observé la nature. La disposition chevauchante et densément imbriquée des écailles de pangolin a inspiré une conception qui redistribue les contraintes mécaniques sur l’ensemble du dispositif. Là où des interconnecteurs serpentins classiques créeraient des espaces vides réduisant la densité énergétique, le maillage bioinspiré maintient une surface active optimale et limite la concentration des déformations en un point unique.
« Notre modélisation a révélé comment l’empilement bioinspiré et les interconnecteurs extensibles peuvent redistribuer la déformation dans toute la batterie », a expliqué Raudel Avila, professeur assistant en génie mécanique à l’Université Rice et co-auteur correspondant. L’approche retenue permet au dispositif de conserver son intégrité électrochimique même lorsqu’il est soumis à des étirements répétés.
Trente heures d’autonomie et un mécanisme d’autodestruction
Lors des essais, la batterie a alimenté un oxymètre Bluetooth sans fil pendant 30 heures consécutives. Les mesures de tension et d’énergie par unité de poids égalent, voire dépassent, celles de plusieurs piles commerciales à usage unique, positionnant la MAB comme une alternative fonctionnelle aux sources d’énergie jetables classiques.
L’équipe a également intégré un mécanisme d’autodestruction destiné aux applications de surveillance et de sécurité. Un compartiment interne renferme un mélange sec de poudre d’aluminium et d’iode, scellé derrière une membrane de captage d’humidité. Une pression exercée sur le boîtier, par exemple lors d’une tentative de retrait d’un capteur dissimulé, met la poudre en contact avec l’eau captée. Une réaction chimique rapide s’ensuit, détruisant le dispositif et l’électronique embarquée en moins de trois minutes. Aucun résidu exploitable ne subsiste.
Légèreté et biodégradabilité intégrées
Fabriquée entièrement à partir de matériaux biocompatibles et biodégradables, la batterie reste inerte dans son emballage hermétique jusqu’à son exposition à l’air, garantissant une durée de conservation prolongée sans perte de capacité. Elle affiche un poids inférieur à celui de nombreuses alternatives commerciales, un atout pour les dispositifs portables et les capteurs miniaturisés où chaque gramme compte.
« Cette batterie va bien au-delà d’une simple preuve de concept académique ; c’est une source d’énergie pratique, capable d’alimenter des appareils IoT et médicaux du quotidien », a conclu Abraham Vázquez-Guardado, professeur assistant en génie électrique et informatique à NC State.
À l’heure où la multiplication des capteurs connectés impose de repenser les sources d’alimentation, une batterie qui s’active au seul contact de l’air et disparaît sans trace après usage dessine une alternative crédible aux piles jetables traditionnelles. L’absence de métaux lourds et de composés toxiques facilite par ailleurs son élimination en fin de vie, répondant aux préoccupations environnementales croissantes liées aux déchets électroniques.
Article : « Safe, high-performance, moisture-activated batteries for powering next-generation Internet-of-Things devices » – DOI: 10.1126/sciadv.aee2065
Source : NC State
