Mousse de carbone : L’ingrédient clé d’une meilleure autonomie des batteries ?

 

 

De la lumière plus écologique, plus économique, plus durable de la batterie. Qui ne voudrait pas cela ?
A la Michigan Technological University, des chercheurs y travaillent. En fait, leur conception est une torsion de ce que l’on appelle un condensateur asymétrique. C’est un nouveau type de dispositif de stockage électrique qui est similaire de moitié de condensateurs et de moitié de batteries.

Les condensateurs stockent une charge électrique physiquement et ont des avantages importants : ils sont légers et peuvent être rechargés (et déchargés) rapidement et presque indéfiniment. De plus, ils produisent très peu de chaleur, une question importante pour des dispositifs électroniques. Cependant, ils peuvent seulement se servir d’environ la moitié de leur charge stockée.

Les piles, d’autre part, stockent l’énergie électrique chimiquement et peuvent la libérer sur de longues périodes avec une tension constante. Et ils peuvent habituellement stocker plus d’énergie que d’un condensateur. Mais les batteries sont lourdes et prennent du temps à recharger, et même les meilleures ne peuvent pas être rechargées à tout jamais.

Entrez les deux, vous trouverez les condensateurs asymétriques, qui rassemblent le meilleur. Côté condensateur, l’énergie est stockée par des ions d’électrolytes qui sont physiquement attiré par la surface chargée d’une anode de carbone. Combiné avec une cathode de batterie, cette conception offre presque le double de l’énergie d’un condensateur standard.

Pourtant, des chercheurs du Michigan Tech ont décidé de faite mieux, en incorporant un nouveau matériau sur le côté de la batterie pour faire un condensateur asymétrique plus performant.

Leur cathode s’appuie sur la molécule d’oxyhydroxyde de nickel, le même matériel utilisé dans les piles de nickel-cadmium rechargeables ou de nickel-métal hydrure. « Dans la plupart des piles qui contiennent du nickel oxyhydroxyde, le nickel métallique sert de support mécanique et de collecteur de courant », a déclaré le professeur de chimie Bahne Cornilsen, qui avait étudié les électrodes de nickel pendant un certain nombre d’années, en débutant avec le soutien de la NASA.

Il y a quelques années, l’équipe de Michigan Tech a eu la chance d’expérimenter quelque chose de différent : la mousse de carbone. elle a suggéré de remplacer le nickel avec de la mousse carbonique.

La mousse de carbone a des avantages sur le nickel. « Elle est plus légère et moins cher, donc nous avons pensé que nous pourrions l’utiliser comme un échafaudage, en remplissant ses trous avec de l’oxyhydroxydes de nickel », a déclaré Tony Rogers, professeur associé de génie chimique.

La mousse de carbone a beaucoup de trous à combler. « La mousse de carbone que nous utilisons a 72 pour cent porosité », ajoute M. Rogers. « Cela signifie que 72 ​​pour cent de son volume est vide, donc il y a beaucoup de place pour l’oxyhydroxyde de nickel. La mousse de carbone pourraient également être faite de biomasse renouvelable, et c’est intéressant ».

Mais combien de fois pouvez-vous recharger leurs nouveaux condensateurs asymétriques ? Personne jusqu’ici ne le sait. Ils n’ont pas été en mesure de l’user. «Nous avons réalisé plus 127 000 cycles» de charges et décharges, complète M. Rogers.

Les autres condensateurs asymétriques ont des résultats similaires, mais aucun n’a de bord en carbone-mousse qui pourrait les rendre encore plus attractifs pour les consommateurs.

« Être plus léger lui donnera un réel avantage pour les outils électriques portatifs et l’électronique grand public », conclut Rogers. Les véhicules électriques hybrides sont un autre marché potentiel, car un condensateur asymétrique peut charger et se décharger plus rapidement qu’une batterie normale, le rendant utile pour le régénérateur de freinage.

Via l’article original de Physorg, traduit par Sébastien B.