Un véhicule électrique rechargé en six minutes seulement ?
Le spin de l'électron : Le changement de donne pour une charge plus rapide et des batteries de plus grande capacité
Le chargement d'un véhicule électrique prend généralement 10 heures ou plus, et même avec les méthodes de chargement rapide, il faut compter au moins 30 minutes. Cela suppose qu'il y ait une place disponible à une station de recharge. Si nous pouvions recharger les véhicules électriques aussi rapidement que les voitures à essence, nous pourrions remédier à la pénurie de stations de recharge pour VE.
Cette technique révolutionnaire augmente la capacité de stockage d'environ 1,5 fois par rapport à la limite théorique et permet de recharger un véhicule électrique en seulement six minutes (image symbolique).
Computer-generated image
POSTECH
L'efficacité des batteries lithium-ion, le type utilisé dans les véhicules électriques, est déterminée par la capacité du matériau de l'anode à stocker les ions lithium. Récemment, le professeur Won Bae Kim, du département de génie chimique et du Graduate Institute of Ferrous & Energy Materials Technology de l'université des sciences et technologies de Pohang (POSTECH, président Moo Hwan Kim), a dirigé une équipe de recherche chargée de mettre au point un nouveau matériau d'anode. Son équipe, qui comprenait les doctorants Song Kyu Kang et Minho Kim du département d'ingénierie chimique, a synthétisé des nano-feuilles de ferrite de manganèse (Mn3-xFexO4) à l'aide d'une nouvelle méthode d'auto-hybridation impliquant un processus simple de remplacement galvanique. Cette technique révolutionnaire augmente la capacité de stockage d'environ 1,5 fois par rapport à la limite théorique et permet de recharger un véhicule électrique en six minutes seulement. La recherche a été reconnue pour son excellence et a été publiée en couverture de la revue Advanced Functional Materials.
Dans cette étude, l'équipe de recherche a conçu une nouvelle méthode pour synthétiser des ferrites de manganèse en tant que matériau d'anode connu pour sa capacité supérieure de stockage du lithium-ion et ses propriétés ferromagnétiques. Tout d'abord, une réaction de remplacement galvanique a eu lieu dans une solution d'oxyde de manganèse mélangé à du fer, conduisant à un composé d'hétérostructure avec de l'oxyde de manganèse à l'intérieur et de l'oxyde de fer à l'extérieur. L'équipe a ensuite utilisé une méthode hydrothermique pour créer des feuilles de ferrites de manganèse d'une épaisseur de l'ordre du nanomètre avec des surfaces étendues. Cette approche a permis d'exploiter des électrons hautement polarisés en spin, ce qui a considérablement amélioré la capacité de stockage d'une quantité substantielle d'ions lithium. Cette innovation a permis à l'équipe de dépasser de plus de 50 % la capacité théorique du matériau d'anode à base de ferrites de manganèse.
L'augmentation de la surface du matériau de l'anode a facilité le mouvement simultané d'une grande quantité d'ions lithium, améliorant ainsi la vitesse de charge de la batterie. Les résultats expérimentaux ont montré qu'il ne fallait que six minutes pour charger et décharger une batterie d'une capacité équivalente à celle utilisée dans les véhicules électriques actuellement sur le marché. Cette étude a permis d'affiner le processus de synthèse difficile afin de réaliser une percée dans la capacité théorique du matériau d'anode et d'accélérer de manière significative le processus de charge de la batterie.
Le professeur Won Bae Kim, qui a dirigé la recherche, a déclaré : "Nous avons apporté une nouvelle compréhension sur la manière de surmonter les limitations électrochimiques des matériaux d'anode conventionnels et d'augmenter la capacité des batteries en appliquant la conception rationnelle avec la modification de la surface à l'aide de la rotation des électrons". Il s'est dit optimiste quant au fait que ce développement pourrait conduire à une durabilité accrue des batteries et à une réduction du temps de recharge des véhicules électriques.
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.
Publication originale
Autres actualités du département science
Recevez les dernières actualités de l’industrie chimique
Ne manquez plus aucune actualité : notre newsletter consacrée à l'industrie chimique, aux méthodes analytiques, aux laboratoires et à la technologie des processus vous informe tous les mardis et jeudis. Les dernières nouvelles du secteur, les produits phares et les innovations - de manière compacte et compréhensible dans votre boîte de réception. Recherché par nos soins, pour que vous n'ayez pas à le faire.
