La gomme xanthane, problem de plantes comme le chou et connue pour sa teneur en glucides, sert de barrière protectrice naturelle dans les cosmétiques. Dans le cadre d’un développement récent, cette substance remarquable a été exploitée pour créer un bouclier protecteur pour les électrodes de la batterie plutôt que pour la peau.
Le professeur Changshin Jo de l’Institut universitaire de technologie des matériaux ferreux et écologiques et du Département de génie chimique et Jooyoung Jang, doctorant du Département de génie chimique de l’Université des sciences et systems de Pohang (POSTECH), ont fabriqué un film protecteur en mélange de polymères. Ce movie améliore la durabilité des électrodes des batteries et les résultats de leurs recherches ont été présentés dans la revue internationale Electrical power Storage Elements.
Les resources d’énergie renouvelables comme l’énergie solaire étant par mother nature intermittentes, l’importance des systèmes de stockage d’énergie (ESS) ne cesse de croître. La technologie ESS permet la capture et l’utilisation efficace de l’électricité en cas de besoin, ce qui en fait un élément critical dans l’exploitation des énergies renouvelables. Alors que les batteries lithium-ion (Li-ion) sont traditionnellement utilisées pour les apps ESS, leur coût élevé et les préoccupations concernant l’épuisement du lithium ont incité à poursuivre la recherche de options choices.
Une option prometteuse au lithium est le zinc (Zn), un élément abondant sur Terre. Les batteries zinc-ion ont la capacité de stocker des quantités importantes d’énergie et sont moreover sûres en termes de risques d’incendie que les batteries lithium-ion. Néanmoins, parvenir à un dépôt constant de zinc sur les électrodes des batteries ESS est une tâche difficile, et les cycles répétés de charge et de décharge ont tendance à conduire à la formation de cristaux ressemblant à des brindilles sur la surface area du zinc, réduisant ainsi la longévité de la batterie.
Dans cette enquête, l’équipe de recherche a utilisé la gomme xanthane biopolymère en combinaison avec un polymère conducteur ionique pour façonner un film protecteur pour l’électrode de la batterie. L’interaction entre ces deux polymères a produit une couche protectrice lisse sur la floor de l’électrode, la protégeant efficacement des impacts physiques et des contaminants chimiques. De plus, ce film protecteur était riche en groupes fonctionnels oxygène, qui jouaient un rôle essential en facilitant la nucléation uniforme du zinc, entraînant un dépôt efficace de zinc sur la area de l’électrode. Par conséquent, la development de cristaux ressemblant à des brindilles sur la area du zinc a été considérablement atténuée et le movie a démontré une stabilité remarquable même après 200 jours de rates et décharges répétées.
Le professeur Changshin Jo a déclaré : « J’espère que cette recherche contribuera à l’avancement de la technologie ESS pour la output durable d’énergie verte. »
La recherche a été parrainée par la Fondation nationale de recherche de Corée et l’Institut coréen d’évaluation et de planification des systems énergétiques.
