Le pouvoir des fleurs : l'huile de lavande pour des piles sodium-soufre plus durables
Des nano-cages composées de linalol et de soufre augmentent la durée de vie et la capacité de stockage des batteries sodium-soufre
L'huile de lavande pourrait contribuer à résoudre un problème lié à la transition énergétique. Une équipe de l'Institut Max Planck des colloïdes et interfaces a créé un matériau à partir de linalol, le principal composant de l'huile de lavande, et de soufre qui pourrait rendre les batteries sodium-soufre plus durables et plus puissantes. Ces batteries pourraient stocker de l'électricité provenant de sources renouvelables.
C'est une question cruciale dans la transition énergétique : comment stocker l'électricité d'origine éolienne et photovoltaïque lorsqu'elle n'est pas nécessaire ? Les grandes batteries sont une option. Les batteries au soufre, en particulier les batteries sodium-soufre, offrent plusieurs avantages par rapport aux batteries au lithium en tant qu'unités de stockage stationnaires. Les matériaux à partir desquels elles sont fabriquées sont beaucoup plus facilement disponibles que le lithium et le cobalt, deux composants essentiels des batteries lithium-ion. En outre, l'extraction de ces deux métaux nuit souvent à l'environnement et provoque localement des troubles sociaux et politiques. Cependant, les batteries sodium-soufre peuvent stocker moins d'énergie par rapport à leur poids que les batteries au lithium et ne sont pas aussi durables. L'huile de lavande et son principal composant, le linalol, pourraient désormais contribuer à prolonger la durée de vie des piles sodium-soufre, comme le rapporte une équipe de l'Institut Max Planck des colloïdes et interfaces dans la revue Small. "Il est fascinant de concevoir les batteries du futur à partir d'un élément qui pousse dans nos jardins", déclare Paolo Giusto, chef de groupe à l'Institut Max Planck des colloïdes et des interfaces.
80 % de la capacité de charge initiale après 1 500 cycles de charge
Le fait que la capacité de stockage d'une batterie sodium-soufre diminue généralement de manière significative après quelques cycles de charge est principalement dû à ce que l'on appelle la navette du soufre. Les polysulfures, formés à la cathode, migrent vers l'anode, réagissent avec elle et finissent par provoquer la défaillance de la batterie. Evgeny Senokos, qui développe des alternatives aux batteries au lithium à l'Institut Max Planck des colloïdes et des interfaces, empêche désormais ce phénomène en enfermant les polysulfures dans une cage de carbone. "Nous créons un nanomatériau stable et dense à partir du linalol et du soufre et obtenons ainsi des batteries plus durables et d'une densité énergétique plus élevée que les batteries sodium-soufre actuelles", explique Evgeny Senokos. Le linalol et le soufre forment un matériau nanostructuré dont les nanopores sont environ 100 000 fois plus étroits qu'un cheveu humain et qui piègent les polysulfures volumineux. Lors de la charge et de la décharge de la batterie, les petits ions de sodium peuvent toutefois pénétrer dans les pores ou s'en échapper. Par conséquent, les cellules de batterie testées par l'équipe de Potsdam ont atteint plus de 80 % de leur capacité de charge initiale après 1 500 cycles de charge et de décharge.
Les nanovaisseaux de carbone renfermant le soufre augmentent non seulement la durée de vie des batteries sodium-soufre, mais aussi leur capacité de stockage : le soufre étant fixé dans la cage, il est presque entièrement disponible pour la réaction. Le nouveau matériau de la cathode peut donc fournir plus de 600. "En jetant un regard créatif sur la nature, nous trouvons des solutions à de nombreux défis posés par la transition énergétique", déclare Paolo Giusto. "Je suis convaincu que notre développement attirera de plus en plus l'attention dans un avenir proche et nous permettra de faire passer cette technologie du laboratoire à la pratique.
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
Evgeny Senokos, Heather Au, Enis Oğuzhan Eren, Tim Horner, Zihan Song, Nadezda V. Tarakina, Elif Begüm Yılmaz, Alexandros Vasileiadis, Hannes Zschiesche, Markus Antonietti, Paolo Giusto; "Sustainable Sulfur‐Carbon Hybrids for Efficient Sulfur Redox Conversions in Nanoconfined Spaces"; Small, Volume 20, 2024-10-13
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