Guillaume Rolland
Les batteries lithium-ion sont omniprésentes aujourd’hui, des voitures électriques aux smartphones. Mais cela ne signifie pas qu’ils sont la meilleure answer pour tous les domaines d’application. TU Wien a maintenant réussi à développer une batterie oxygène-ion qui présente des avantages importants. Bien qu’elle ne permette pas des densités d’énergie aussi élevées que la batterie lithium-ion, sa capacité de stockage ne diminue pas irrémédiablement avec le temps : elle peut être régénérée et ainsi permettre une durée de vie extrêmement longue.
De as well as, les batteries oxygène-ion peuvent être produites sans éléments rares et sont constituées de matériaux incombustibles. Une demande de brevet pour la nouvelle idée de batterie a déjà été déposée avec des partenaires de coopération espagnols. La batterie oxygène-ion pourrait être une excellente answer pour les grands systèmes de stockage d’énergie, par exemple pour stocker de l’énergie électrique à partir de sources renouvelables.
Les matériaux céramiques comme nouvelle resolution
“Nous avons depuis un selected temps déjà beaucoup d’expérience avec les matériaux céramiques qui peuvent être utilisés pour les piles à combustible”, déclare Alexander Schmid de l’Institut des technologies chimiques et analytiques de la TU Wien. “Cela nous a donné l’idée d’étudier si de tels matériaux pourraient également convenir à la fabrication d’une batterie.”
Les matériaux céramiques étudiés par l’équipe de la TU Wien peuvent absorber et libérer des ions oxygène chargés doublement négativement. Lorsqu’une stress électrique est appliquée, les ions oxygène migrent d’un matériau céramique à un autre, après quoi on peut les faire migrer à nouveau, générant ainsi un courant électrique.
“Le principe de foundation est en fait très similaire à la batterie lithium-ion”, explique le professeur Jürgen Fleig. “Mais nos matériaux présentent des avantages importants.” La céramique n’est pas inflammable – les incidents d’incendie, qui se produisent régulièrement avec les batteries lithium-ion, sont donc pratiquement exclus. De additionally, il n’y a pas besoin d’éléments rares, qui sont chers ou ne peuvent être extraits que de manière nuisible à l’environnement.
“A cet égard, l’utilisation de matériaux céramiques est un grand avantage car ils peuvent très bien s’adapter”, explique Tobias Huber. “Vous pouvez remplacer certains éléments difficiles à obtenir par d’autres relativement facilement.” Le prototype de la batterie utilise toujours du lanthane – un élément qui n’est pas exactement rare mais pas tout à fait commun non moreover. Mais même le lanthane doit être remplacé par quelque chose de moins cher, et des recherches à ce sujet sont déjà en cours. Le cobalt ou le nickel, qui sont utilisés dans de nombreuses batteries, ne sont pas du tout utilisés.
Durée de vie élevée
Mais l’avantage le moreover crucial de la nouvelle technologie de batterie est peut-être sa longévité potentielle : “Dans de nombreuses batteries, vous avez le problème qu’à un instant donné, les porteurs de demand ne peuvent plus bouger”, explique Alexander Schmid. “Ensuite, ils ne peuvent as well as être utilisés pour produire de l’électricité, la capacité de la batterie diminue. Après de nombreux cycles de demand, cela peut devenir un problème sérieux.”
La batterie oxygène-ion, cependant, peut être régénérée sans aucun problème : si l’oxygène est perdu en raison de réactions secondaires, la perte peut simplement être compensée par l’oxygène de l’air ambiant.
Le nouveau principle de batterie n’est pas destiné aux smartphones ou aux voitures électriques, automobile la batterie oxygène-ion n’atteint qu’environ un tiers de la densité d’énergie à laquelle on est habitué avec les batteries lithium-ion et fonctionne à des températures contains entre 200 et 400 °C. La technologie est pourtant extrêmement intéressante pour le stockage de l’énergie.
“Si vous avez besoin d’une grande unité de stockage d’énergie pour stocker temporairement l’énergie solaire ou éolienne, par exemple, la batterie oxygène-ion pourrait être une excellente solution”, explique Alexander Schmid. “Si vous construisez un bâtiment entier rempli de modules de stockage d’énergie, la densité d’énergie moreover faible et l’augmentation de la température de fonctionnement ne jouent pas un rôle décisif. Mais les points forts de notre batterie y seraient particulièrement importants : la longue durée de vie, la possibilité de produire de grandes quantités de ces matériaux sans éléments rares, et le fait qu’il n’y a aucun risque d’incendie avec ces batteries.”
