Des chercheurs de la Cockrell University of Engineering de l’Université du Texas à Austin ont construit un nouveau form de batterie qui mix les nombreux avantages des choices existantes tout en éliminant leurs principales lacunes et en économisant de l’énergie.



La plupart des batteries sont composées soit d’électrodes à semi-conducteurs, telles que des batteries lithium-ion pour l’électronique portable, soit d’électrodes à l’état liquide, y compris des batteries à flux pour les réseaux intelligents. Les chercheurs de l’UT ont créé ce qu’ils appellent une « batterie entièrement en métal liquide à température ambiante », qui comprend le meilleur des deux mondes des batteries à l’état liquide et à l’état solide.

Les batteries à semi-conducteurs présentent une capacité importante de stockage d’énergie, mais elles rencontrent généralement de nombreux problèmes qui les font se dégrader avec le temps et devenir moins efficaces. Les batteries à l’état liquide peuvent fournir de l’énergie additionally efficacement, sans la dégradation à prolonged terme des appareils à l’état vendu, mais elles ne répondent pas aux exigences énergétiques élevées ou nécessitent des ressources importantes pour chauffer constamment les électrodes et les maintenir en fusion.



Les électrodes métalliques de la batterie de l’équipe peuvent rester liquéfiées à une température de 20 degrés Celsius (68 degrés Fahrenheit), la température de fonctionnement la in addition basse jamais enregistrée pour une batterie au métal liquide, selon les chercheurs. Cela représente un changement majeur, car les batteries actuelles en métal liquide doivent être conservées à des températures supérieures à 240 degrés Celsius.

« Cette batterie peut fournir tous les avantages de l’état solide et de l’état liquide – y compris additionally 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 professeur agrégé Guihua. Le groupe de recherche de Yu au département Walker de génie mécanique.

La batterie comprend un alliage sodium-potassium comme anode et un alliage à base de gallium comme cathode. Dans l’article, les chercheurs notent qu’il peut être attainable de créer une batterie avec des details de fusion encore additionally bas en utilisant différents matériaux.

La batterie à température ambiante promet additionally de puissance que les batteries lithium-ion d’aujourd’hui, qui sont l’épine dorsale de la plupart des appareils électroniques personnels. Il peut charger et fournir de l’énergie plusieurs fois moreover rapidement, selon les chercheurs.

En raison des composants liquides, la batterie peut être agrandie ou réduite facilement, en fonction de la puissance requise. In addition la batterie est grosse, moreover elle peut fournir de puissance. Cette flexibilité permet à ces batteries d’alimenter tout, des smartphones et des montres à l’infrastructure qui sous-are likely le mouvement vers les énergies renouvelables.

« Nous sommes ravis de voir que le métal liquide pourrait fournir une substitute prometteuse pour remplacer les électrodes conventionnelles », a déclaré le professeur Yu. « Compte tenu de la forte densité d’énergie et de puissance démontrée, cette cellule innovante pourrait être potentiellement mise en œuvre à la fois pour le réseau smart et l’électronique moveable. »

Les chercheurs ont passé as well as de trois ans sur ce projet, mais le travail n’est pas encore terminé. De nombreux éléments qui constituent l’épine dorsale de cette nouvelle batterie sont additionally abondants que certains des matériaux clés des batteries traditionnelles, ce qui les rend potentiellement as well as faciles et moins coûteux à produire à grande échelle. Cependant, le gallium reste un matériau coûteux. Trouver des matériaux alternatifs pouvant offrir les mêmes performances tout en réduisant les coûts de output reste un défi majeur.

La prochaine étape pour augmenter la puissance de la batterie à température ambiante consiste à améliorer les électrolytes – les composants qui permettent à la charge électrique de circuler à travers la batterie.

« Bien que notre batterie ne puisse pas rivaliser avec les batteries à haute température à foundation de métal liquide au stade actuel, une meilleure capacité de puissance est attendue si les électrolytes avancés sont conçus avec une conductivité élevée », a déclaré Ding.