Des chercheurs chinois ont développé une batterie à base d’eau qui promet d’être plus sûre et plus économe en énergie que les options traditionnelles au lithium. Ces nouvelles batteries aqueuses, utilisant une solution mixte d’halogènes, se sont révélées avoir une densité énergétique qui pourrait doubler celle des batteries lithium-ion, ce qui pourrait changer la donne dans l’industrie des véhicules électriques et du stockage d’énergie à grande échelle.
Dans le cadre d’une récente percée dans la technologie des batteries, une équipe de chercheurs de l’Institut de physique chimique de Dalian (DICP), qui fait partie de l’Académie chinoise des sciences (CAS), a développé une batterie aqueuse avec des capacités énergétiques presque deux fois supérieures à celles des piles au lithium traditionnelles. Ce développement promet non seulement d’améliorer la sécurité des batteries, mais également d’augmenter leur efficacité énergétique.
Sécurité et efficacité énergétique
Les batteries aqueuses utilisent de l’eau comme solvant pour les électrolytes, ce qui améliore considérablement leur sécurité par rapport aux batteries au lithium non aqueuses, hautement inflammables en raison des électrolytes organiques qu’elles utilisent. Ces derniers, bien qu’ils offrent une densité énergétique élevée, compromettent la sécurité.
Densité énergétique améliorée
Bien que les batteries aqueuses aient généralement une densité énergétique plus faible en raison de la solubilité limitée de l’électrolyte et de la faible tension de la batterie, les chercheurs du DICP ont réussi à développer une batterie aqueuse à haute densité énergétique utilisant une cathode à transfert multi-électrons à base de brome et d’iode.
Innovations techniques
Le groupe dirigé par les professeurs Li Xianfeng et Fu Qiang, également du DICP, a utilisé une solution mixte d’ions iodure (I-) et bromure (Br-) comme électrolyte. Pendant le processus de charge, les ions iodure sont oxydés en iodate (IO3-) du côté positif, tandis que les protons générés sont transportés vers le côté négatif comme électrolyte de support. Ce processus est inversé lors de la décharge, permettant une réaction électrochimique rapide et réversible.
Résultats de l’étude
La cathode développée a atteint une capacité spécifique de plus de 840 Ah/L et une densité énergétique allant jusqu’à 1 200 Wh/L, selon une étude publiée dans Énergie naturelle. Ces résultats dépassent non seulement la densité énergétique de certains matériaux d’électrodes solides, mais sont également comparables en termes de coût à ceux des batteries au lithium traditionnelles.
Impact potentiel et applications futures
L’augmentation de la capacité et de la densité énergétique de ces batteries aqueuses pourrait avoir un impact significatif sur l’industrie des véhicules électriques et le stockage d’énergie à l’échelle du réseau. De plus, la durée de vie de ces batteries pourrait être prolongée jusqu’à 1 000 cycles, démontrant une stabilité significative.
Le développement de batteries aqueuses à haute densité énergétique offre une nouvelle option pour la conception de batteries plus sûres et plus efficaces. Cette avancée est non seulement prometteuse pour les applications dans les batteries de puissance, mais pourrait également étendre considérablement l’application des batteries aqueuses dans divers domaines des énergies renouvelables et de la durabilité.
Via www.scmp.com
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