Recharge/décharge de 10 à 100 fois plus rapide pour les batteries !

Paul Braun, professeur en sciences des matériaux et ingénierie au centre, dirigeant les travaux de recherche de l’étudiant chercheur Xindi Yu, à gauche, et du chercheur postdoctoral Huigang Zhang, à droite.

Le laboratoire du professeur Paul Braun de l’université de l’Illinois, Urbana, Illinois, États-Unis, a découvert comment permettre à des batteries de se recharger et se décharger de 10 à 100 fois plus rapidement. Cette découverte qui s’applique aux types de batteries utilisées dans les téléphones cellulaires, l’équipement médical, les voitures électriques et autres pourrait permettre par exemple de recharger un téléphone cellulaire en quelques secondes, un laser à haute puissance et des défibrillateurs de se recharger au rythme des pulsations. Dans le cas des véhicules électriques, l’impact de cette découverte pourrait être majeur.

Les véhicules électriques

Les batteries de ces voitures pourraient être rechargées en 5 minutes au lieu de prendre plusieurs heures, ce qui permettrait d’installer des stations de recharge le long des routes et rendrait les véhicules électriques beaucoup plus attrayants pour les consommateurs.

Le fonctionnement d’une batterie

Le taux de recharge d’une batterie dépend de la surface de contact entre l’électrolyte et l’électrode. Plus la surface de contact est grande, plus une batterie peut être rechargée – déchargée rapidement.

Mais la charge qu’une batterie peut emmagasiner dépend du volume de ses électrodes. Il fallait donc trouver une façon d’accroître le contact entre l’électrolyte et l’électrode sans diminuer le volume des électrodes. Et c’est ce que le groupe de recherche du professeur Braun a trouvé.

Une structure 3D pour la cathode

Ils ont réussi à produire une électrode pleine de petits trous que l’électrolyte comble, accroissant de ce fait la surface de contact. Ils ont utilisé des micro-billes de polystyrène qu’ils ont recouvertes du métal liquide composant l’électrode. Ils ont ensuite enlevé le polystyrène par un procédé chimique et poli les surfaces des trous par un procédé d’électro-polissage. Ils ont réussi de cette façon à améliorer le design des cathodes produisant les résultats décrits ci-dessus. Il leur reste maintenant à améliorer les anodes, ce qui pourrait accroître encore plus la performance des batteries !

Références

http://news.illinois.edu/

Les résultats de leur recherche ont paru dans la revue scientifique Nature Nanotechnology à l’adresse suivante : H. Zhang, X. Yu and P.V. Braun: Three-dimensional bicontinuous ultrafast-charge and -discharge bulk battery electrodes, Nature Nanotechnology (2011).

Vous pouvez entendre une entrevue radiophonique avec le lien suivant : Entrevue du professeur Paul Braun pour la BBC radio

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