Les batteries à l’intérieur de nos smartphones et de nos ordinateurs portables sont engagés dans une bataille perdue d’avance dès lors qu’il s’agit de garder ces dispositifs alimentés en énergie, mais les chercheurs de l’ETH Zurich ont découvert un nouveau type de matériau en verre qui pourrait faire une différence majeure: le verre vanadate-borate. Ce dernier peut être utilisé comme un matériau d’électrode dans les batteries lithium-ion capable de presque doubler le temps d’utilisation des appareils entre deux charges.
Les scientifiques Semih Afyon et Reinhard Nesper dirigent une l’équipe de chercheurs de l’ETH, responsables de la découverte, qui a nécessité plusieurs années pour sa réalisation, et elle pourrait avoir un impact important dans la façon dont les appareils petits et grands seront alimentés à l’avenir.
Divers défis ont dû être surmontés pour trouver un matériau qui pourrait à la fois stocker de l’énergie dans une batterie de manière efficace et supporter un nombre fréquent de cycles de charge, tout en restant assez stable pour être viable pour une utilisation dans des produits électroniques modernes.
Le premier de ces défis consistait à exploiter le potentiel des composés à base de vanadium, qui peuvent prendre plus de charge que les matériaux actuellement utilisés dans les cathodes, mais devenir instable après quelques cycles de charge/décharge en raison de leur structure cristalline.
Pour surmonter ce problème, les chercheurs ont mélangés du pentoxyde de vanadium en poudre avec des composés de borate afin de créer un verre vanadate-borate – un matériau avec une haute capacité et une structure stable qui, selon le Dr Afyon, est également simple et peu coûteux à fabriquer.
« Nous avons besoin d’une nouvelle chimie et de nouveaux composés pour obtenir des batteries sûres, meilleures et plus durables, » explique le Dr Afyon sur les motivations derrière la recherche. Il a ajouté que le composé de verre vanadate-borate que son équipe a développé, pourrait prolonger la vie de la batterie du smartphone de 1,5 à 2 fois et laisser les voitures électriques rouler 1,5 fois plus longtemps, bien que ces chiffres ne sont encore que des projections théoriques pour le moment.
Ce ne sont pas seulement que les gadgets qui ont besoin de meilleures batteries, bien sûr: le nombre de voitures, bateaux, vélos électriques, en exploitation continue de croître, et il est essentiel pour la viabilité future de la planète que ces véhicules soient en mesure de faire face à la demande croissante qui pèsent sur eux.
Qui plus est, des parcs éoliens et des centrales solaires doivent être en mesure de stocker efficacement l’électricité produite pour quand cela est nécessaire, un autre but que le vanadate-borate pourrait permettre.
Le travail du groupe a été publié dans son intégralité dans « Scientific Reports » et des brevets ont déjà été appliquées afin de permettre à la recherche de continuer plus en avant. Cela pourrait prendre entre 10 ou 20 ans pour que la découverte faite par Semih Afyon et Reinhard Nesper prenne place réellement dans un appareil grand public, mais ce sont des bonnes nouvelles pour ceux qui sont perplexes face au drainage rapide des niveaux de batterie.
Source : https://www.ethz.ch vu sur http://www.infohightech.com
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