Les batteries rechargeables fiables et de grande capacité sont un composant essentiel de nombreux appareils et même de modes de transportation. Ils jouent un rôle clé dans la transition vers un monde in addition vert. Une grande variété d’éléments sont utilisés dans leur output, notamment le cobalt, dont la creation contribue à certains problèmes environnementaux, économiques et sociaux. Pour la première fois, une équipe comprenant des chercheurs de l’Université de Tokyo présente une option feasible au cobalt qui, à certains égards, peut surpasser la chimie de pointe des batteries. Il survit également à un grand nombre de cycles de recharge, et la théorie sous-jacente peut être appliquée à d’autres problèmes. Il y a de fortes probabilities que vous lisiez cet report sur un ordinateur transportable ou un smartphone, et sinon, vous en possédez probablement au moins un. À l’intérieur de chaque appareil, et bien d’autres, vous trouverez une batterie lithium-ion (LIB). Depuis des décennies, les LIB constituent le moyen regular d’alimenter les appareils et devices électroniques portables ou mobiles. Alors que le monde abandonne les combustibles fossiles, ceux-ci sont considérés comme une étape importante pour leur utilisation dans les voitures électriques et les batteries domestiques pour ceux qui disposent de panneaux solaires. Mais tout comme les batteries ont une extrémité positive et une extrémité négative, les LIB ont des details négatifs comparés à leurs details positifs. D’une element, bien qu’elles soient parmi les sources d’alimentation portables les plus gourmandes en énergie disponibles, de nombreuses personnes souhaitent que les LIB puissent produire une additionally grande densité d’énergie pour leur permettre de durer as well as longtemps ou d’alimenter des machines encore furthermore exigeantes. En outre, ils peuvent survivre à un grand nombre de cycles de recharge, mais ils se dégradent également avec le temps il serait préférable pour tout le monde que les batteries puissent survivre à davantage de cycles de recharge et conserver leurs capacités moreover longtemps. Mais le problème le additionally alarmant des LIB actuels réside peut-être dans l’un des éléments utilisés pour leur development. Le cobalt est largement utilisé pour un élément clé des LIB, les électrodes. Toutes les batteries fonctionnent de la même manière : deux électrodes, une beneficial et une négative, favorisent le flux d’ions lithium entre elles dans ce qu’on appelle l’électrolyte lorsqu’elles sont connectées à un circuit externe. Le cobalt est cependant un élément scarce si scarce en fait qu’il n’en existe actuellement qu’une seule resource principale : une série de mines situées en République démocratique du Congo. De nombreux problèmes ont été signalés au fil des années concernant les conséquences environnementales de ces mines, ainsi que les circumstances de travail qui y règnent, y compris le recours au travail des enfants. Du stage de vue de l’approvisionnement également, la supply du cobalt constitue un problème en raison de l’instabilité politique et économique de la région. « Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles nous souhaitons abandonner l’utilisation du cobalt afin d’améliorer les batteries lithium-ion », a déclaré le professeur Atsuo Yamada du Département de génie des systèmes chimiques. « Pour nous, le défi est d’ordre technique, mais son effects pourrait être environnemental, économique, social et technologique. Nous sommes heureux d’annoncer une nouvelle choice au cobalt en utilisant une nouvelle combinaison d’éléments dans les électrodes, notamment le lithium, le nickel, le manganèse. le silicium et l’oxygène – tous des éléments beaucoup additionally courants et moins problématiques à produire et à utiliser. Les nouvelles électrodes et électrolytes créés par Yamada et son équipe sont non seulement dépourvus de cobalt, mais ils améliorent en fait la chimie actuelle des batteries à certains égards. La densité énergétique des nouveaux LIB est approximativement 60% additionally élevée, ce qui pourrait équivaloir à une durée de vie additionally longue, et ils peuvent fournir 4,4 volts, contre environ 3,2 à 3,7 volts des LIB classiques. Mais l’une des réalisations technologiques les in addition surprenantes a été l’amélioration des caractéristiques de recharge. Les batteries de take a look at dotées de la nouvelle chimie ont pu se charger et se décharger complètement sur 1 000 cycles (simulant trois années d’utilisation et de cost complètes), tout en ne perdant qu’environ 20% de leur capacité de stockage. « Nous sommes ravis des résultats obtenus jusqu’à présent, mais y parvenir n’a pas été sans difficultés. Il a fallu lutter pour supprimer diverses réactions indésirables qui se produisaient dans les premières variations de nos nouvelles compositions chimiques de batterie, ce qui aurait pu réduire considérablement la longévité de la batterie. batteries », a déclaré Yamada. « Et nous avons encore du chemin à parcourir, motor vehicle il reste des réactions mineures à atténuer afin d’améliorer encore davantage la sécurité et la longévité. À l’heure actuelle, nous sommes convaincus que cette recherche conduira à des batteries améliorées pour de nombreuses purposes, mais certaines, où une durabilité et une durée de vie extrêmes sont requises, ne sont peut-être pas encore satisfaites. » Bien que Yamada et son équipe explorent les programs des LIB, les principles qui sous-tendent leur développement récent peuvent être appliqués à d’autres processus et dispositifs électrochimiques, notamment à d’autres kinds de batteries, à la division de l’eau (pour produire de l’hydrogène et de l’oxygène), à la fusion du minerai, à l’électrorevêtement. et additionally.
