Les batteries sans cobalt pourraient nourrir les voitures du futur

Bateria carro elétrico

Les batteries des voitures électriques sont l’un de leurs points faibles, c’est pourquoi la recherche pour les améliorer est incessante. Les ingénieurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont développé une solution qui pourrait réduire la dépendance de l’industrie aux métaux tels que le cobalt.

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De nombreuses voitures électriques sont alimentées par des batteries contenant du cobalt, un métal qui présente des coûts financiers, environnementaux et sociaux élevés.

Maintenant, les chercheurs du MIT ont conçu un matériau pour les batteries qui pourrait offrir une solution plus durable pour alimenter ces véhicules. Leur batterie lithium-ion comprend un cathode à base de matériaux organiques, au lieu de cobalt ou de nickel (également fréquemment utilisés dans les batteries lithium-ion).

Comme l’a partagé le MIT, les chercheurs ont démontré dans une nouvelle étude que le matériau, qui peut être produit à un coût bien inférieur à celui des batteries contenant du cobalt, peut conduire l’électricité à des taux similaires à ceux des batteries au cobalt.

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Les chercheurs affirment que la nouvelle batterie a également une capacité de stockage comparable et peut être rechargée plus rapidement que les batteries au cobalt.

Je pense que ce matériau peut avoir un impact majeur car il fonctionne très bien. Il est déjà compétitif avec les technologies existantes et peut économiser de nombreux coûts, des douleurs et des problèmes environnementaux liés à l’extraction des métaux utilisés actuellement dans les batteries.

A déclaré Mircea Dincă, professeur d’énergie W. M. Keck au MIT et auteur principal de l’étude.

Même si le cobalt présente une grande stabilité et une densité énergétique élevée, il présente des inconvénients significatifs : étant un métal rare, son prix peut fluctuer considérablement ; une grande partie des dépôts de cobalt dans le monde se trouvent dans des pays politiquement instables ; et son extraction crée des conditions de travail dangereuses et génère des déchets toxiques qui contaminent les sols, l’air et l’eau autour des mines.

Les batteries au cobalt peuvent stocker beaucoup d’énergie et ont toutes les caractéristiques qui intéressent les personnes en termes de performances, mais elles ont le problème de ne pas être largement disponibles et leur coût fluctue largement avec les prix des matières premières. Et alors que la transition vers une proportion beaucoup plus élevée de véhicules électrifiés sur le marché de la consommation se fait, cela va certainement devenir plus cher.

Une alternative potentielle au cobalt soutenue par Lamborghini

En raison du problème que représente le cobalt, malgré ses avantages, le laboratoire de Dincă a commencé il y a environ six ans un projet, financé par Lamborghini, pour développer une batterie organique pouvant être utilisée pour alimenter des voitures électriques.

Les batteries sans cobalt pourraient nourrir les voitures du futur

Alors qu’ils travaillaient sur des matériaux poreux qui étaient partiellement organiques et partiellement inorganiques, Dincă et ses étudiants ont réalisé qu’un matériau entièrement organique qu’ils avaient fabriqué semblait pouvoir être un bon conducteur.

Ce matériau est composé de nombreuses couches de TAQ (bis-tetraaminobenzoquinone), une petite molécule organique contenant trois anneaux hexagonaux fusionnés. Ces couches peuvent s’étendre dans toutes les directions, formant une structure similaire au graphite. À l’intérieur des molécules se trouvent des groupes chimiques appelés quinones, qui sont des réservoirs d’électrons, et des amines, qui aident le matériau à former des liaisons hydrogène solides.

Ces liaisons hydrogène rendent le matériau très stable et également très insoluble. Cette insolubilité est importante car elle empêche le matériau de se dissoudre dans l’électrolyte de la batterie, comme c’est le cas avec certains matériaux organiques de batterie, prolongeant ainsi sa durée de vie.

lit-on dans une publication.

Selon Dincă, « un des principaux mécanismes de dégradation des matériaux organiques est qu’ils se dissolvent simplement dans l’électrolyte de la batterie et passent de l’autre côté de la batterie, créant essentiellement un court-circuit ».

Cependant, si nous rendons le matériau complètement insoluble, « ce processus ne se produit pas, nous pouvons donc atteindre plus de 2000 cycles de charge avec une dégradation minimale ».

Les tests de ce matériau ont montré que la conductivité et la capacité de stockage étaient comparables à celles des batteries traditionnelles au cobalt.

Lamborghini a obtenu une licence pour la technologie, et le laboratoire de Dincă prévoit de continuer à développer des matériaux alternatifs pour les batteries, en explorant la possibilité de remplacer le lithium par du sodium ou du magnésium, qui sont moins chers et plus abondants.