Les batteries de téléphones portables recyclables font un pas de plus grâce à une invention antirouille
Au lieu de jeter les piles après deux ou trois ans, nous pourrions avoir des piles recyclables qui durent jusqu'à neuf ans.
Les batteries de téléphones portables ayant une durée de vie jusqu'à trois fois supérieure à celle des technologies actuelles pourraient devenir une réalité grâce à une innovation menée par des ingénieurs de l'université RMIT.
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Plutôt que de se débarrasser des batteries au bout de deux ou trois ans, nous pourrions avoir des batteries recyclables qui durent jusqu'à neuf ans, indique l'équipe, en utilisant des ondes sonores à haute fréquence pour éliminer la rouille qui entrave les performances des batteries.
Seuls 10 % des batteries portables usagées, y compris celles des téléphones mobiles, sont collectées pour être recyclées en Australie, ce qui est peu par rapport aux normes internationales. Les 90 % restants vont à la décharge ou sont éliminés de manière incorrecte, ce qui cause des dommages considérables à l'environnement.
Le coût élevé du recyclage du lithium et d'autres matériaux des piles constitue un obstacle majeur à la réutilisation de ces articles, mais l'innovation de l'équipe pourrait aider à relever ce défi.
L'équipe travaille avec un nanomatériau appelé MXene, une classe de matériaux qui, selon elle, promet d'être une alternative intéressante au lithium pour les batteries à l'avenir.
Leslie Yeo, professeur émérite de génie chimique et chercheur principal, a déclaré que le MXene était similaire au graphène avec une conductivité électrique élevée.
"Contrairement au graphène, les MXènes sont hautement adaptables et ouvrent toute une gamme d'applications technologiques possibles à l'avenir", a déclaré Yeo de l'école d'ingénierie du RMIT.
Le grand défi de l'utilisation du MXène était qu'il rouillait facilement, inhibant ainsi la conductivité électrique et le rendant inutilisable, a-t-il ajouté.
"Pour surmonter ce problème, nous avons découvert que les ondes sonores d'une certaine fréquence éliminent la rouille du MXene, lui redonnant ainsi un état proche de son état d'origine", a déclaré Yeo.
L'innovation de l'équipe pourrait un jour aider à revitaliser les batteries au MXène toutes les quelques années, en prolongeant leur durée de vie jusqu'à trois fois, a-t-il déclaré.
"La capacité à prolonger la durée de vie du MXène est essentielle pour garantir son potentiel d'utilisation pour des pièces électroniques commercialement viables", a déclaré Yeo.
La recherche est publiée dans Nature Communications.
Comment fonctionne l'innovation
Le co-auteur principal, M. Hossein Alijani, candidat au doctorat, a déclaré que le plus grand défi de l'utilisation du MXène était la rouille qui se forme à sa surface dans un environnement humide ou lorsqu'il est en suspension dans des solutions aqueuses.
"L'oxyde de surface, qui est la rouille, est difficile à éliminer, surtout sur ce matériau, qui est beaucoup, beaucoup plus fin qu'un cheveu humain", a déclaré M. Alijani de l'école d'ingénierie du RMIT.
"Les méthodes actuelles utilisées pour réduire l'oxydation reposent sur le revêtement chimique du matériau, ce qui limite l'utilisation du MXène dans sa forme native.
"Dans ce travail, nous montrons que l'exposition d'un film de MXène oxydé à des vibrations à haute fréquence pendant seulement une minute élimine la rouille sur le film. Cette procédure simple permet de retrouver ses performances électriques et électrochimiques."
Les applications potentielles des travaux de l'équipe
L'équipe affirme que ses travaux visant à éliminer la rouille du Mxène ouvrent la porte à l'utilisation du nanomatériau dans un large éventail d'applications dans le stockage de l'énergie, les capteurs, la transmission sans fil et l'assainissement de l'environnement.
Le professeur associé Amgad Rezk, l'un des principaux chercheurs, a déclaré que la capacité de restaurer rapidement les matériaux oxydés à un état presque vierge représentait un changement de jeu en termes d'économie circulaire.
"Les matériaux utilisés dans l'électronique, y compris les batteries, se détériorent généralement après deux ou trois ans d'utilisation en raison de la formation de rouille", a déclaré Rezk, de l'école d'ingénierie du RMIT.
"Avec notre méthode, nous pouvons potentiellement prolonger la durée de vie des composants de la batterie jusqu'à trois fois."
Les prochaines étapes
Si l'innovation est prometteuse, l'équipe doit travailler avec l'industrie pour intégrer son dispositif acoustique dans les systèmes et processus de fabrication existants.
L'équipe explore également l'utilisation de son invention pour éliminer les couches d'oxyde d'autres matériaux en vue d'applications dans le domaine de la détection et des énergies renouvelables.
"Nous souhaitons vivement collaborer avec des partenaires industriels afin que notre méthode d'élimination de la rouille puisse être mise à l'échelle", a déclaré M. Yeo.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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