La durée de vie des piles au zinc est considérablement prolongée
Amélioration à plusieurs centaines de milliers de chargements
Le passage aux énergies renouvelables nécessite des méthodes efficaces pour stocker de grandes quantités d'électricité. Des chercheurs de l'Université technique de Munich (TUM) ont mis au point une nouvelle méthode qui pourrait prolonger la durée de vie des batteries zinc-ion aqueuses de plusieurs ordres de grandeur. Au lieu de quelques milliers, elles devraient à l'avenir résister à plusieurs centaines de milliers de cycles de charge et de décharge.
Des chercheurs de l'Université technique de Munich (TUM) ont mis au point une nouvelle méthode qui pourrait prolonger la durée de vie des piles zinc-ion aqueuses de plusieurs ordres de grandeur. Au lieu de quelques milliers, elles devraient à l'avenir résister à plusieurs centaines de milliers de cycles de charge et de décharge. La clé de cette innovation est une couche protectrice spéciale pour les anodes de zinc des batteries.
Da Lei / TUM
La clé de cette innovation est une couche protectrice spéciale pour les anodes de zinc des batteries. Cette couche résout les problèmes rencontrés jusqu'à présent, comme la croissance de structures de zinc en forme d'aiguilles - les dendrites de zinc - ainsi que les réactions chimiques secondaires indésirables qui déclenchent la formation d'hydrogène et la corrosion.
Les chercheurs dirigés par le professeur Roland A. Fischer, titulaire de la chaire de chimie inorganique et organométallique à la TUM School of Natural Sciences, utilisent pour cela un matériau particulier : un polymère organique poreux appelé TpBD-2F. Ce matériau forme un film stable, très fin et hautement ordonné sur l'anode de zinc, qui permet aux ions de zinc de circuler très efficacement à travers des nano-canaux tout en maintenant l'eau à distance de l'anode.
Des piles au zinc pour remplacer avantageusement les piles au lithium-ion
Da Lei, doctorant et premier auteur du travail de recherche publié dans la revue "Advanced Energy Materials", explique : "Les batteries zinc-ion dotées de cette nouvelle couche protectrice pourraient remplacer les batteries lithium-ion pour le stockage de l'énergie à grande échelle - par exemple en combinaison avec des installations solaires ou éoliennes. Elles durent plus longtemps, sont plus sûres et le zinc est en outre moins cher et plus facilement disponible que le lithium". Si le lithium reste un choix de premier ordre pour les applications mobiles telles que les voitures électriques ou les appareils portables, son coût plus élevé et son impact sur l'environnement le rendent moins attractif pour une utilisation à grande échelle pour le stockage de l'énergie.
Le professeur Roland A. Fischer ajoute : "C'est un résultat de recherche vraiment spectaculaire. Nous avons pu montrer que l'approche chimique imaginée par Da Lei ne fonctionne pas seulement, mais qu'elle est également contrôlable. En tant que chercheurs fondamentaux, nous sommes surtout intéressés par de nouveaux principes scientifiques - et là, nous en avons découvert un. Nous avons déjà développé un premier prototype au format d'une pile bouton. Je ne vois pas pourquoi nos découvertes ne pourraient pas être appliquées à des applications plus importantes. C'est maintenant aux ingénieurs de s'emparer de l'idée et de développer des procédés de production adaptés".
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 Allemand peut être trouvé ici.
Publication originale
Da Lei, Wenzhe Shang, Lyuyang Cheng, Poonam, Waldemar Kaiser, Pritam Banerjee, Suo Tu, Olivier Henrotte, Jinsheng Zhang, Alessio Gagliardi, Joerg Jinschek, Emiliano Cortés, Peter Müller‐Buschbaum, Aliaksandr S. Bandarenka, Mian Zahid Hussain, Roland A. Fischer; "Ion‐Transport Kinetics and Interface Stability Augmentation of Zinc Anodes Based on Fluorinated Covalent Organic Framework Thin Films"; Advanced Energy Materials, 2024-10-13
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