Des scientifiques de l'Université de Stanford ont développé une batterie au chlore qui est non seulement rechargeable, mais offre également une capacité environ six fois supérieure à celle des solutions lithium-ion actuelles. Cette percée repose sur la stabilisation des réactions volatiles du chlore au sein de l’appareil. Cela pourrait un jour servir de base à des batteries hautes performances qui alimenteraient, par exemple, les smartphones pendant des semaines avant de s'épuiser.
La nouvelle batterie est décrite comme une batterie au chlore alcalin et est basée sur une chimie apparue pour la première fois dans les années 70 appelée chlorure de lithium thionyle. Ces batteries sont très appréciées pour leur haute densité énergétique, mais elles ne sont pas rechargeables. Ils sont à base de chlore très réactif ce qui les rend impropres à de multiples usages.
Des différences substantielles
Dans une batterie rechargeable normale, les électrons se déplacent d’un côté à l’autre pendant la décharge, puis reprennent leur forme originale lorsque la batterie est rechargée. Dans ce cas, cependant, le chlorure de sodium ou le chlorure de lithium est converti en chlore, qui est trop réactif pour être reconverti en chlorure avec une grande efficacité.
Les auteurs de cette nouvelle étude ont peut-être trouvé une solution à ce problème. L'équipe expérimentait avec du chlorure de sodium et du chlore pour essayer d'améliorer les performances de cette batterie, mais a constaté que le produit chimique s'était effectivement stabilisé. Cela a fourni à la batterie un certain degré de recharge. Une enquête ultérieure a conduit l'équipe à développer un nouveau matériau d'électrode en carbone poreux qui agit comme une éponge, absorbant les molécules de chlore irrégulières et les stockant en toute sécurité pour être reconverties en sodium.
La molécule de chlore est piégée et protégée dans les minuscules pores des nanosphères de carbone lorsque la batterie est chargée. Ainsi, lorsque la batterie doit être déchargée ou déchargée. Nous pouvons décharger la batterie et convertir le chlore pour produire du NaCl – sel de table – et répéter ce processus pendant plusieurs cycles. Actuellement, nous pouvons faire du vélo jusqu'à 200 fois et il y a encore place à l'amélioration. Une batterie lithium-ion bien entretenue, pour ainsi dire, il peut s'adapter pour 500-1000 cycles.
Canton ZhuUniversité de Stanford
Batterie au chlore, haute densité
Grâce à leurs expériences, l’équipe a également démontré une très haute densité énergétique pour le prototype de batterie. 1.200 XNUMX mAh par gramme de matériau d'électrode, environ six fois celui offert par la technologie actuelle des batteries lithium-ion.
L'équipe imagine que la pile pourrait être utilisée dans des aides auditives ou des télécommandes. Il pourrait également alimenter des appareils qui ne nécessitent que des recharges peu fréquentes (satellites ou capteurs distants pouvant être rechargés à l’énergie solaire). Pour une utilisation dans les smartphones et les véhicules électriques, les scientifiques devront étendre la batterie et concevoir une structure adaptée. Cela signifie tout d’abord augmenter le nombre de fois où il peut être utilisé en toute sécurité.
Recherche sur la batterie au chlore a été publié dans la revue Nature.
