Grâce au progrès technologique, les domaines de production et de stockage d’énergie évoluent sans cesse. En effectuant des recherches, les scientifiques visent à trouver les solutions les plus propres tout en veillant à leur efficacité et à leur coût. C’est dans cette optique qu’une équipe de recherche de l’Université technique de Vienne a mis au point une batterie oxygène-ion qui serait une option plus intéressante que les batteries lithium-ion. Bien que ces dernières soient parmi les plus plébiscitées actuellement, elles présentent certains inconvénients, notamment son impact environnemental et son risque d’embrasement. Dans cet article, nous vous proposons donc d’en apprendre plus sur cette invention.
Comment cette nouvelle solution de stockage d’énergie est-elle conçue ?
Ces chercheurs ont réalisé leur prototype de batterie oxygène-ion à partir de matériaux céramiques. D’après Alexander Schmid, scientifique de l’Institut des technologies chimiques et analytiques de l’Université technique de Vienne, son équipe a déjà une grande connaissance des matériaux céramiques qui peuvent servir à fabriquer des piles à combustible. Ainsi, il lui est venu l’idée de les étudier pour une nouvelle utilisation dans le développement d’une batterie. La solution à oxygène-ion fonctionne de manière plus ou moins similaire à celle à lithium-ion, explique ces chercheurs. Concrètement, quand on y applique une tension électrique, les ions d’oxygène se déplacent d’un matériau céramique à un autre. Au cours de leur déplacement, un courant électrique est généré.
Sa longue durée de vie, une des qualités potentielles de cette batterie
L’un des principaux problèmes de la plupart des batteries actuelles est leur durée de vie. En effet, au bout de quelques temps, les porteurs de charge n’arrivent plus à se déplacer, explique Alexander Schmid. Donc, ils ne peuvent plus produire de l’électricité. La capacité de stockage de ces dispositifs s’effondre progressivement. Ils peuvent même arrêter de fonctionner après plusieurs cycles de charge. La batterie oxygène-ion, quant à elle, surmonterait potentiellement ce problème, car sa capacité peut être régénérée. En cas de perte de niveau d’oxygène à la suite de réactions secondaires, celle-ci serait compensée par l’oxygène de l’air ambiant. La durée de vie de cette solution est ainsi plus élevée, selon l’étude réalisée par ces scientifiques autrichiens.
Ses autres avantages, selon les chercheurs
En raison de ses composants combustibles, la batterie lithium-ion présente un risque d’incendie et de dégagement de gaz toxique. Contrairement à cela, la batterie oxygène-ion pourrait être utilisée en toute sécurité. Les matériaux céramiques qui la composent possèdent des propriétés ignifuges. Outre cela, cette solution de stockage d’énergie innovante serait plus respectueuse de l’environnement. Elle ne contient aucun élément rare ni coûteux (sans cobalt ni nickel). Le prototype est composé de lanthane qui pourrait encore être remplacé par un élément plus abordable. Des travaux de recherche sont aujourd’hui en cours pour réduire davantage son coût de fabrication. Il est à noter que les batteries lithium-ion sont peu écologiques, car l’extraction de cet élément nécessite de grandes quantités d’eau et d’énergie.
Les applications possibles
Cette équipe de recherche a déjà déposé une demande de brevet pour son nouveau concept de batterie oxygène-ion. Ces scientifiques affirment que cette innovation pourrait être utilisée afin de stocker de l’électricité produite par des panneaux solaires et des éoliennes. En revanche, elle ne convient pas aux voitures électriques ni aux Smartphones, en raison de sa faible densité énergétique et de sa température de fonctionnement (200 à 400 °C). Plus d’informations : sciencedaily.com