Les scientifiques saluent une nouvelle batterie avec une densité d'énergie 4 fois supérieure au lithium

Des scientifiques et des ingénieurs du centre de recherche technologique américain Argonne ont déclaré avoir développé une nouvelle batterie qui, selon eux, a une densité d'énergie quatre fois supérieure à celle des batteries lithium-ion.

Les chercheurs de l'Illinois Institute of Technology (IIT) et du US Department of Energy (DOE) Argonne National Laboratory affirment que la nouvelle batterie pourrait alimenter un véhicule électrique sur plus de mille miles (1600 km) et pourrait également un jour être utilisée pour alimenter des appareils domestiques. avions et camions long-courriers.

"Le principal nouveau composant de cette batterie lithium-air est un électrolyte solide au lieu de la variété liquide habituelle", déclare Argonne dans un communiqué de presse.

"Lela chimie de la batterie avec l'électrolyte solide peut potentiellement augmenter la densité d'énergie jusqu'à quatre fois par rapport aux batteries lithium-ion, ce qui se traduit par une autonomie plus longue."

Larry Curtiss, membre distingué d'Argonne, affirme que la batterie lithium-air a la densité d'énergie projetée la plus élevée de toutes les technologies de batterie envisagées pour la prochaine génération de batteries au-delà du lithium-ion.

"Depuis plus d'une décennie, les scientifiques d'Argonne et d'ailleurs ont travaillé des heures supplémentaires pour développer une batterie au lithium qui utilise l'oxygène de l'air", a déclaré Curtiss.

Argonne dit que dans les anciennes conceptions lithium-air, le lithium dans une anode au lithium métallique se déplace à travers un électrolyte liquide pour se combiner avec l'oxygène pendant la décharge, produisant du peroxyde de lithium (Li2O2) ou du superoxyde (LiO2) à la cathode.

Le peroxyde ou superoxyde de lithium est ensuite décomposé en ses composants lithium et oxygène pendant la charge. Cette séquence chimique stocke et libère de l'énergie à la demande.

Argonne indique que le nouvel électrolyte solide est composé d'un matériau polymère céramique fabriqué à partir d'éléments relativement peu coûteux sous forme de nanoparticules. Ce nouveau solide permet des réactions chimiques qui produisent de l'oxyde de lithium (Li2O) lors de la décharge.

"La réaction chimique du superoxyde ou du peroxyde de lithium ne fait intervenir qu'un ou deux électrons stockés par molécule d'oxygène, alors que celle de l'oxyde de lithium implique quatre électrons", explique le chimiste argonnais Rachid Amine.

Argonne affirme que la nouvelle conception lithium-air est la première batterie lithium-air qui a réalisé une réaction à quatre électrons à température ambiante. Il fonctionne également avec de l'oxygène apporté par l'air du milieu environnant.

La capacité de fonctionner avec de l'air évite le besoin de réservoirs d'oxygène pour fonctionner, ce qui, selon Argonne, était un problème avec les conceptions antérieures.

"Avec de nouveaux développements, nous nous attendons à ce que notre nouvelle conception de la batterie lithium-air atteigne également une densité d'énergie record de 1200 wattheures par kilogramme", a déclaré Curtiss. "C'est presque quatre fois mieux que les batteries lithium-ion."

A titre de comparaison, les nouvelles cellules 4680 de Tesla ont une densité d'énergie de 272-296 Wh/kg et qui est considérée comme très élevée par les normes actuelles. À 4 fois cette densité, les nouvelles cellules ouvriraient toutes sortes de possibilités, y compris des avions capables de parcourir plus de 1 000 km avec une seule charge.

Daniel Bleakley est un chercheur et défenseur des technologies propres avec une formation en ingénierie et en affaires. Il s'intéresse vivement aux véhicules électriques, aux énergies renouvelables, à la fabrication et aux politiques publiques.