Batterie en lithium-oxygène : plus sure, plus performante, moins cher

Une représentation des atomes de lithium en rouge et d'oxygène en blanc contenus dans un oxyde de cobaltUne représentation des atomes de lithium en rouge et d'oxygène en blanc contenus dans un oxyde de cobaltDes chercheurs de MIT ont publié un papier dans la revue Nature Energy présentant une nouvelle batterie en lithium-oxygène ayant un rendement nettement plus important que les anciens modèles en lithium-air. De plus, les matériaux utilisés agissent naturellement pour limiter une recharge excessive de la batterie qui causeraient des dommages internes ou une explosion. En somme, le prototype est plus performant et plus sûr.

Mieux maîtriser les réactions chimiques

Pour arriver à leurs fins, les scientifiques utilisent des nanoparticules en lithium et oxygène qui prennent la forme d’un verre contenant un oxyde de cobalt. L’ensemble est léger et la capacité pourrait dépasser celle des batteries Li-ion classiques d’aujourd’hui, selon les chercheurs. Très schématiquement, au fur et à mesure d’un cycle de charge - décharge, la composition de la particule en lithium et oxygène qui sert de cathode va être modifiée pour passer d’un Li2O à un Li2O2 à un LiO2.

Seulement 8 % de pertes énergétiques

Cela signifie que l’oxygène ne retrouve jamais un état gazeux puisqu’il est toujours lié avec le lithium pour former cette nanoparticule que les scientifiques appellent nanolithia. En conséquence, la batterie n’a pas besoin d’avoir un design ouvert pour expulser le gaz généré et aspirer l’air externe, ce qui évite d’avoir à concevoir des systèmes pour filtrer l’humidité et le dioxyde de carbone. L’autre avantage est que ces structures moléculaires limitent les pertes d’énergie. Concrètement, seuls 8 % de l’énergie électrique est perdue en raison de la chaleur générée, contre 30 % sur une batterie au lithium-air classique. Une cathode en nanolithia accepte les électrolytes les moins chers, ce qui réduit les coûts. Enfin, les scientifiques ont observé que la batterie ne perdait que 2 % de sa capacité après 120 cycles de charge-décharge, ce qui est encourageant pour la durée de vie d'un tel prototype.

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