Batterie à métal liquide développée pour les réseaux intelligents et les appareils portables
La batterie développée à UT Austin combine les meilleures qualités des batteries à l’état solide et liquide.
Les chercheurs ont mis au point une batterie polyvalente entièrement liquide qui, selon eux, peut lever la barrière à l’entrée pour une utilisation durable de l’énergie solaire dans le cadre du réseau électrique, ainsi que pour alimenter les appareils portables et les smartphones de nouvelle génération.
Une équipe de l’Université du Texas à Austin a créé ce qu’elle appelle une « batterie tout liquide à température ambiante », qui, selon eux, combine les meilleures qualités des batteries à électrolyte solide telles que les batteries lithium-ion et à électrolyte liquide. comme les batteries à flux. Ce dernier a déjà été considéré comme la meilleure option pour stocker l’énergie renouvelable à utiliser dans le réseau électrique.
« Cette batterie peut offrir tous les avantages de l’état solide et liquide, y compris plus d’énergie, une stabilité et une flexibilité accrues, sans les inconvénients respectifs, tout en économisant de l’énergie », a déclaré Yu Ding, chercheur postdoctoral au département de mécanique Walker de l’UT. Ingénierie, dans un communiqué de presse.
Jusqu’à présent, les batteries à l’état solide et liquide ont servi leurs marchés respectifs ainsi que les dispositifs de stockage d’énergie, chacun avec ses propres avantages et défis. Alors que les batteries telles que le lithium-ion disposent d’une capacité de stockage importante, ce qui en fait la norme de facto pour les appareils mobiles, elles ont des problèmes de dégradation et perdent leur efficacité avec le temps.
Alors que les batteries à l’état liquide ont tendance à être plus efficaces et à se dégrader moins rapidement, elles ne peuvent pas répondre à des demandes d’énergie élevées ou nécessitent des ressources importantes pour chauffer constamment les électrodes afin de les maintenir en fusion.
Basse température, haute puissance
La batterie développée par l’équipe UT comprend un alliage sodium-potassium comme anode et un alliage à base de gallium comme cathode. Cette combinaison chimique lui permet de fournir des solutions à certains de ces problèmes clés avec chacune des deux conceptions de batteries prédominantes les plus couramment utilisées aujourd’hui.
Parce qu’il peut rester liquéfié à une température de 20 degrés Celsius (68 degrés Fahrenheit), il résout le problème de la nécessité d’une chaleur constante, ont déclaré les chercheurs. En effet, il s’agit de la température de fonctionnement la plus basse jamais enregistrée pour une batterie à métal liquide, ont-ils déclaré. Il peut également contenir encore plus de puissance que les conceptions actuelles de batteries lithium-ion, ainsi que fournir de l’énergie plusieurs fois plus rapidement.
Un autre avantage de la batterie est qu’elle peut être facilement agrandie ou réduite en raison de ses composants liquides, ont-ils déclaré. Cela lui permet de se présenter dans une gamme de facteurs de forme, en fonction de la quantité d’énergie nécessaire, a déclaré le professeur agrégé Guihua Yu, qui a dirigé le groupe de recherche travaillant sur le projet.
« Compte tenu de la densité élevée d’énergie et de puissance démontrée, cette cellule innovante pourrait être potentiellement mise en œuvre à la fois pour le réseau intelligent et l’électronique portable », a-t-il déclaré dans un communiqué de presse.
Les chercheurs ont publié un article sur leurs travaux dans la revue Matériaux avancés.
Il y a quelques inconvénients à la conception, que les chercheurs ont développée pendant plus de trois ans. Alors que de nombreux matériaux utilisés sont abondants et faciles à trouver, le gallium est un matériau coûteux et ne sera pas rentable si la batterie doit être produite en série. Les chercheurs tentent actuellement de résoudre le défi de trouver un matériau comparable en termes de performances et moins cher.
L’équipe prévoit également d’améliorer les électrolytes de la batterie pour augmenter la puissance de la batterie afin que les performances puissent être comparables à celles des batteries à métal liquide à haute température, a ajouté Ding.
