Les scientifiques ont mis au point une nouvelle anode pour les batteries à base d’eau salée qui augmente leur durabilité et leur durée de vie

Les batteries lithium-ion qui alimentent une grande partie du monde moderne sont peut-être notre meilleure solution à l’heure actuelle, mais les scientifiques continuent d’expérimenter leur composition à la recherche d’appareils plus sûrs et moins coûteux pour l’environnement (entre autres attributs souhaitables). Une équipe de l’université de Floride centrale (UCF) a proposé un concept qui tient compte de ces deux aspects, en utilisant de l’eau de mer à la place d’électrolytes inflammables et toxiques, et une nouvelle anode pour améliorer sa durabilité.

À l’intérieur d’une batterie se trouve une solution d’électrolyte qui transporte la charge électrique entre les deux électrodes, la cathode et l’anode. Cette solution contient des solvants qui sont inflammables, entraînant un risque d’incendie, et également toxiques, entraînant un risque de dommages environnementaux lorsque les batteries sont épuisées et mises au rebut.

Une alternative plus sûre et plus écologique serait d’utiliser l’eau de mer comme solution d’électrolyte, et cette technologie a connu des progrès passionnants ces dernières années. Une équipe du laboratoire de recherche de l’armée américaine, par exemple, travaille depuis plusieurs années sur des batteries dont l’électrolyte est à base d’eau de mer, et a progressivement amélioré leur tension au point qu’elles pourraient alimenter des appareils ménagers.

L’équipe de l’UCF poursuit un objectif similaire avec ce que l’on appelle une batterie au zinc à base d’eau. Cependant, là où ces appareils ont rencontré des problèmes, c’est la croissance de zinc sur l’anode de la batterie pendant son fonctionnement, ce qui a un impact négatif sur sa durabilité et sa durée de vie globale.

En utilisant une anode recouverte d’un nano-alliage de zinc et de manganèse, les scientifiques pensent avoir trouvé un moyen de contourner ce problème. Cette conception s’est avérée stable pendant 1 000 heures de cycles de charge et de décharge sous un courant élevé, ne montrant aucun signe de dégradation.

« Nous avons mis au point une électrode 3D durable et robuste qui peut être utilisée pour les batteries à eau de mer dans des conditions extrêmes », explique l’auteur de l’étude, Yang Yang. « Nous avons travaillé sur les batteries aqueuses et l’utilisation des ressources en eau de mer pendant de nombreuses années, nous avons donc une expertise dans ce domaine et savons où elle doit aller ».

Yang voit des possibilités dans l’utilisation de cette conception de batterie pour alimenter les véhicules sous-marins, mais pense également qu’avec un développement plus poussé, l’alliage zinc-manganèse pourrait également s’avérer utile dans les batteries non aqueuses.

https://www.nature.com/articles/s41467-020-20334-6

https://www.ucf.edu/news/ucf-developed-seawater-battery-is-safer-for-people-and-environment/