Allons-nous bientôt brancher notre téléphone portable sur notre t-shirt au lieu de mettre une batterie ? Cette vision n'est pas totalement hors de portée :les premiers pas dans cette direction ont déjà été faits.
Désormais, une équipe dirigée par Zhong Lin Wang au Georgia Institute of Technology (Atlanta, USA) et Jong Min Kim de Samsung Electronics en Corée du Sud présente un prototype de dispositif de stockage d'énergie flexible qui peut être transformé en textiles. Comme le rapportent les scientifiques dans le journal Angewandte Chemie , ce supercondensateur est constitué d'un arrangement très particulier de nanofils d'oxyde de zinc cultivés sur des fibres conventionnelles.
Bien que plus petit, des composants plus légers sont constamment développés, la plupart des appareils de production et de stockage d'énergie sont beaucoup trop encombrants et lourds pour les appareils électroniques de plus en plus miniaturisés du futur. Les supercondensateurs sont une alternative intéressante aux batteries et batteries rechargeables pour le stockage d'énergie. Ils peuvent être rechargés presque à l'infini et extrêmement rapidement; cependant, les exemples précédents n'ont pas été assez flexibles ou légers.
L'équipe de recherche a maintenant développé un prototype pour un micro-supercondensateur électrochimique à base de fibres à haute efficacité qui utilise des nanofils d'oxyde de zinc comme électrodes. Le substrat de l'une des électrodes est un flexible, fil fin en plastique; pour l'autre électrode c'est une fibre en Kevlar. Le Kevlar est le matériau utilisé pour fabriquer des gilets pare-balles. Les chercheurs ont pu faire croître des nanofils d'oxyde de zinc sur chacun de ces substrats. Des revêtements supplémentaires avec des matériaux comme l'or et l'oxyde de manganèse pourraient encore améliorer la capacité de charge. A l'aide de pincettes, les chercheurs ont ensuite enveloppé chacun des fils en plastique avec une fibre de Kevlar. Cet ensemble a ensuite été noyé dans un électrolyte gel solide qui sépare les deux électrodes et permet le transport de charge nécessaire. Un faisceau de ces fibres pourrait être traité pour former un fil.
L'oxyde de zinc présente des avantages particuliers par rapport aux matériaux de supercondensateur conventionnels, :il peut être cultivé sur n'importe quel substrat souhaité sous n'importe quelle forme à basse température (inférieure à 100 °C) et il est à la fois biocompatible et respectueux de l'environnement.
Une application particulièrement intéressante serait l'utilisation de ces nouveaux supports de stockage de charge en combinaison avec des nanogénérateurs à fibres flexibles, que Wang et son équipe ont déjà développé. Le rythme cardiaque et les pas du porteur, ou même un vent léger, suffirait à déplacer les nanofils d'oxyde de zinc piézoélectrique dans les fibres, générer du courant électrique.
Sous la forme d'une « chemise de puissance », un tel système pourrait fournir suffisamment de courant pour les petits appareils électroniques, comme les téléphones portables ou les petits capteurs comme ceux utilisés pour avertir les pompiers des toxines.
