Une batterie qui se recharge en quelques secondes, le rêve de n’importe quel utilisateur de smartphone et encore plus des propriétaires de voitures électriques. C’est ce que les chercheurs de l’université Drexler de Philadelphie ont réussi à mettre au point.
Pour y parvenir, ils ont utilisé un nanomatériau extrêmement conducteur nommé MXene. Il est composé de carbone, d’oxyde et de métaux conducteurs, puis superposé en différentes couches pour augmenter la capacité de stockage. Cet assemblage contient des « ports » où sont stockés les ions. Conservés ici, ce sont eux qui restituent l’énergie nécessaire au fonctionnement de l’appareil équipé d’une batterie.
Malgré la conductivité élevée du MXene, cette structure en couches superposées crée une barrière pour les ions. Ils peinent à se frayer un chemin pour se diffuser à travers l’ensemble de la batterie. Pour améliorer leur mobilité, les chercheurs de l’université Drexler ont travaillé avec leurs homologues de l’université Paul Sabatier, de Toulouse. Grâce à leurs travaux, ils ont pu mettre au point une électrode en hydrogel.
Le meilleur de la batterie et du supercondensateur
« Cette électrode permet aux ions de se déplacer vers les ports via une sorte d’autoroute. Notre électrode permet une charge rapide de l’ordre de quelques secondes », explique Maria Lukatskaya, membre de l’équipe de chercheurs sur le site de l’université Drexler.
Ce système à base de MXene permet de combiner les avantages de la batterie et du supercondensateur et d’éliminer leurs défauts. La première peut stocker beaucoup d’énergie, mais son temps de recharge est long. Le processus chimique qu’elle utilise implique que les ions mettent du temps à trouver leur chemin vers les ports où ils sont stockés. Le second se recharge très rapidement et délivre une puissance importante sur un laps de temps très court, mais ne peut pas stocker beaucoup d’énergie.
Cette technologie à base de MXene est donc très prometteuse, mais doit désormais franchir le premier palier de la recherche. Seule son industrialisation pourrait changer fondamentalement l’utilisation de nos smartphones et autres voitures électriques, dont les temps de chargement complet sont toujours de plusieurs heures. Vous ne la trouverez donc pas dans votre prochain smartphone sauf à attendre de très longues années avant de le remplacer.
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