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Des batteries Li-ion aux nanotubes de carbone

Par - Source: MIT | B 0 commentaire

Des scientifiques de MIT ont publié leurs recherches portant sur l’utilisation de nanotubes de carbone comme électrodes dans les batteries Li-ion et affirment que la quantité de puissance qu'il est possible de générer pour un poids donné est multipliée par dix.

Un problème que les scientifiques tentent de résoudre depuis un moment

Ce n’est pas la première fois que des chercheurs utilisent des nanotubes de carbone pour optimiser les performances des batteries aux lithiums-ions. On se souvient que des ingénieurs chinois avaient déjà montré en 2008 que l’utilisation de ce genre de matériaux comme anode pouvait améliorer la durée de vie des batteries (cf. « Les nanotubes de carbone au secours des batteries ») et plus récemment, en début d’année des chercheurs ont montré des anodes de nanotubes de carbones enrobés de dioxyde de titane. Il faut dire que ces feuilles de graphène roulées ont des propriétés électriques qui font rêver et qui pourraient donner naissance à des batteries plus efficaces et se rechargeant plus vite (cf. « La batterie qui se recharge en quelques secondes »).

Mieux exploiter les nanotubes de carbone

Les travaux des universitaires de MIT sont tout d’abord intéressants parce que pour la première fois, les nanotubes de carbone sont utilisés pour l’anode et la cathode, alors qu’ils étaient restreints auparavant à l’électrode négative. De plus, les Américains ont utilisé une méthode d’autoassemblage électrostatique qui évite que les nanotubes forment une touffe réduisant l’espace disponible aux ions.

En l’espèce, les nanotubes de carbones sont placés dans une solution qui a été traitée avec un composé chimique dans le but de définir leur charge. Le matériau sur lequel vont être attachés les nanotubes est plongé dans la solution positive, puis dans celle chargée négativement. À chaque fois, des nanotubes s’assemblent formant un empilement successif de couches positives et négatives. Le processus est répété jusqu’à obtention d’une électrode de quelques microns d’épaisseur. Lorsque la batterie est utilisée, les ions positifs se dirigent vers les couches négatives, ce qui produit de l’électricité. Lorsqu’elle se recharge, les ions retournent à leur endroit d'origine.

Une technologie encore loin de la commercialisation

Ces recherches sont prometteuses, mais des obstacles persistent avant de pouvoir commercialiser ce genre de produit. Les scientifiques devront tout d’abord produire des électrodes plus grosses (plusieurs centaines de microns) et améliorer les performances des modèles produisant un courant de faible puissance. Pour l’instant, ce système n’est efficace que pour la production de courant haute tension (env. 200 Wh/kg entre 1,5 et 4,2 V) pendant une durée relativement courte. Ils devront enfin réduire les temps de fabrications qui restent particulièrement longs.

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