Romain
Une équipe de recherche sud-coréenne a mis au point une technologie innovante capable d’augmenter d’au moins 10 fois l’autonomie des batteries de voitures électriques (EV), en les maintenant stables et efficaces. Voici comment cela fonctionne.
Des scientifiques sud-coréens ont créé une technologie de batterie potentiellement révolutionnaire qui peut multiplier au moins par dix l’autonomie des voitures électriques. Le nombre de kilomètres pouvant être parcourus avec une charge « complète » est considéré comme l’une des plus grandes limitations des véhicules électriques, non seulement en raison de la distance elle-même, mais aussi du fait que le temps nécessaire pour recharger le véhicule est nettement plus long que de fabriquer de l’essence ou du diesel à la pompe. Avoir des batteries avec une autonomie au moins dix fois supérieure à l’actuelle, en maintenant évidemment la durée de vie, la stabilité et les coûts des batteries traditionnelles, rendrait le marché des VE encore plus attractif et intéressant, favorisant la transition nécessaire qui nous conduira à abandonner les énergies fossiles.
Une équipe de recherche sud-coréenne dirigée par des scientifiques du Département de chimie et du Département de science et d’ingénierie des matériaux de l’Université des sciences et technologies de Pohang (POSTECH) a mis au point la technologie révolutionnaire capable de prolonger considérablement la durée de vie de la batterie qui a collaboré étroitement avec des collègues du Département de génie chimique et biomoléculaire de l’Université Sogang de Séoul. Les chercheurs, coordonnés par les professeurs Tu Soo Kim, Jaegeon Ryu et Soo Jin Park, ont spécifiquement développé un liant polymère innovant qui exploite la liaison hydrogène et la force de Coulomb – la force exercée par un champ électrique sur une charge électrique – pour améliorer l’anode matériau de la batterie.
Dans les batteries lithium-ion (Li) conventionnelles, il existe des anodes en graphite, qui sont stables et fiables, mais ont une capacité limitée. Les matériaux d’anode à haute capacité sont considérés comme très prometteurs dans le développement des batteries de nouvelle génération, mais ils ont un problème important qui limite leurs applications pratiques, à savoir « l’épuisement rapide de la capacité en raison d’énormes changements de volume pendant les cycles de charge-décharge ». expliqué dans le résumé de l’étude. En termes simples, ils ne garantissent pas des batteries stables et performantes pour un usage commercial, comme pour les voitures électriques et autres appareils électroniques.
Crédit : POSTECH
Des scientifiques sud-coréens ont surmonté cet obstacle en remplaçant l’anode en graphite par une anode en silicium, associée à des polymères chargés en couches. Comme indiqué, il repose non seulement sur la liaison hydrogène, mais exploite également les forces de Coulomb beaucoup plus énergétiques, qui sont réversibles et capables de contrôler l’expansion volumétrique des matériaux expérimentaux d’anode à haute capacité. Pour améliorer les réactions à l’intérieur de la batterie, ils ont également utilisé du polyéthylène glycol, qui favorise la conduction à grande vitesse des ions lithium. Ce sont des dispositifs techniques qui, du moins en théorie, peuvent prolonger considérablement la durée de vie d’une batterie à l’intérieur d’une voiture.
« La recherche a le potentiel d’augmenter considérablement la densité d’énergie des batteries lithium-ion grâce à l’incorporation de matériaux d’anode à haute capacité, prolongeant ainsi l’autonomie des véhicules électriques. Les matériaux d’anode à base de silicium pourraient potentiellement augmenter la portée d’au moins dix fois », a déclaré le professeur Soojin Park dans un communiqué de presse. Les voitures électriques sont considérées comme le présent et l’avenir de la mobilité durable ; des améliorations aussi importantes sont considérées comme fondamentales pour faire des véhicules électriques ce que les voitures à moteur à combustion interne ont été jusqu’à présent. Les détails de la recherche « Layering Charged Polymers Enable Highly Integrated High-Capacity Battery Anodes » ont été publiés dans la revue scientifique spécialisée faisant autorité Advanced Functional Materials, sur laquelle elle a également fait la couverture.
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