On a accidentellement produit une batterie qui dure 400 fois plus longtemps

Des chercheurs de l’université de Californie à Irvine sont parvenus à produire une batterie pouvant subir 200 000 cycles de recharge avant de montrer un premier signe de dégradation.

Avec tous ces gadgets qui envahissent notre quotidien, et la voiture électrique qui prendra le relais des véhicules à essence dans les prochaines années, la course à la production de batteries plus efficaces et promettant une autonomie supérieure est manifestement bien entamée.

«Nous avons procédé à la recharge des périphériques, puis nous avons constaté que [ces batteries] n’allaient tout simplement pas mourir.»

Les accumulateurs lithium-ion qui alimentent la majorité de nos appareils ont l’avantage de bien conserver leur charge en plus de ne présenter aucun effet mémoire, mais ont tendance à se dégrader après seulement quelques milliers de cycles de recharge.

Mais voilà, la candidate au doctorat Mya Le Thai de l’université de Californie à Irvine a eu l’idée de produire une batterie intégrant un gel d’électrolyte plutôt qu’un liquide dans l’espoir d’augmenter sa capacité à maintenir une charge.

Concrètement, une telle batterie pleinement chargée aurait été en mesure de conserver sa charge plus longtemps – alors que les piles contenant du lithium sont très combustibles et sensibles à la température, et perdent en moyenne 10% de leur charge par mois.

En remplaçant le lithium par des nanofils d’or pour stocker l’électricité, on a constaté que cette technique permettant d’augmenter de façon significative la qualité de construction. Ce prototype est parvenu à subir 200 000 cycles de recharge, soit 400 fois plus élevé qu’une batterie conventionnelle, sans montrer de signe de corrosion ou de dégradation important (si ce n’est qu’une perte de 5% de capacité).

«Nous avons procédé à la recharge des périphériques, puis nous avons constaté que [ces batteries] n’allaient tout simplement pas mourir», a déclaré Reginald Penner, l’un des chercheurs ayant piloté le projet. «Nous ne comprenons pas entièrement le mécanisme pour le moment.»

Les nanofils d’or utilisés par cette technologie sont revêtus d’oxyde de manganèse protégé par une couche de gel d’électrolyte s’apparentant à du plexiglass. Le gel réagit avec le revêtement d’oxyde de métal, empêchant ainsi la corrosion. D’autres recherches liées aux nanofils dans ce contexte existaient déjà, mais l’introduction du gel protecteur est le facteur qui caractérise le travail des chercheurs de l’université de Californie à Irvine.

Selon Penner, le gel n’a pas que la vocation de maintenir les nanofils ensemble : «Dans les faits, Il semble [également] adoucir l’oxyde de métal de sorte qu’il devient plus résistant aux ruptures.»

Alors que cette recherche laisse présager à des batteries pouvant durer 400 fois plus longtemps (en terme de durée de vie, et non d’autonomie), il est important de souligner que le prototype employé dans le cadre de cette expérience n’était pas un vrai accumulateur. Au lieu d’être muni d’une anode et d’une cathode, les chercheurs ont relié deux cathodes qui alternaient la recharge de l’une à l’autre – soit la méthode idéale pour tester la recharge répétée du prototype.

Enfin, bien que la quantité d’or employé pour la fabrication des nanofils est minime, il va de soi que ce métal précieux augmentera les coûts de production de telles batteries. Penner suggère que l’emploi d’un métal plus commun et abordable, comme le nickel, pourrait être une alternative advenant que cette technologie soit un jour commercialisée.