Les chercheurs ont montré qu'un nouvel ensemble de matériaux récemment découverts peut rapidement charger les batteries, augmenter la probabilité que les smartphones se chargent complètement en quelques minutes et accélérer les investissements dans les technologies propres telles que les véhicules électriques et l'énergie solaire. Application
La vitesse à laquelle la batterie est chargée dépend en partie de la vitesse à laquelle les particules chargées positivement (appelées ions lithium) se déplacent vers l’électrode négative et les particules positives sont alors stockées à l’électrode négative. La vitesse de déplacement des ions lithium dans les milieux céramiques.
Une solution possible consiste à utiliser des nanoparticules pour rétrécir chaque matériau, mais le coût des nanoparticules est très onéreux et le processus de fabrication complexe.Les scientifiques sont donc toujours à la recherche de matériaux alternatifs pour contourner ce problème.
À l'heure actuelle, des chercheurs de l'Université de Cambridge ont identifié un groupe de matériaux appelé «oxyde de tantale au tungstène», grâce auquel les ions lithium peuvent être déplacés à des vitesses très élevées, ce qui permet de charger rapidement les batteries.
L'étude, publiée dans Nature, son premier auteur, Kent Griffith, a déclaré: «L'oxyde de tungstène est essentiellement différent.» Cette matière a été découverte pour la première fois en 1965, a une structure rigide et ouverte et plus que d'autres. Matériaux cellulaires communs pour des tailles de particules plus grandes.
Pour mesurer le mouvement des ions lithium dans ces milieux inhabituels, les chercheurs ont utilisé des techniques similaires à celles utilisées dans les scanners IRM et ont constaté que les ions lithium se déplacent des centaines de fois plus rapidement dans ces matériaux que les électrodes céramiques traditionnelles. .
Un autre avantage de ces matériaux alternatifs est qu’ils sont peu coûteux et faciles à fabriquer: «Ces oxydes sont faciles à fabriquer et ne nécessitent pas de produits chimiques ou de solvants supplémentaires».
Les batteries optimisées peuvent révolutionner les deux technologies environnementales des véhicules électriques et du stockage du réseau solaire.
Selon Clare Gray, l’auteur de l’étude, l’étape suivante consiste à optimiser l’utilisation de ce matériau dans toute la batterie: la batterie peut être recyclée dans le temps et les miles requis pour les véhicules électriques. On dit que les gens peuvent rapidement charger des bus électriques à la gare.
Bien que Dan Brett, professeur d’ingénierie électrochimique à l’University College de Londres, n’ait pas participé aux travaux, il a tout de même exprimé sa grande satisfaction pour cette découverte. Il a déclaré: «La chose la plus intelligente à propos de ce travail est que vous pouvez comprendre un mécanisme de mesure qui mesure la vitesse à laquelle les ions lithium se déplacent à travers ce matériau.
Brett Dernier ajouté: « Cette technologie va encore optimiser ces matériaux, donc nous pouvons nous attendre à l'avenir, » batterie « puissance, l'énergie et la vie va obtenir de nouvelles améliorations. »
