Chloé Leroy
L’eau recouvre approximativement 70 % de la surface de la Terre. De moreover, 97 pour cent de toute l’eau sur terre est de l’eau de mer, qui est impotable en raison de sa teneur en sel. Et si nous pouvions exploiter son potentiel en tant que nouvelle resource d’énergie renouvelable ?
Récemment, une équipe de recherche dirigée par le professeur Changshin Jo (Institut supérieur de technologie des matériaux ferreux et énergétiques (Reward), Département de génie chimique) et Ph.D. Le candidat Hyebin Jeong (génie chimique) chez POSTECH a fait des progrès dans ce domaine en confirmant les performances supérieures des batteries à eau de mer (SWB) qui incorporent des agents chélatants. Leurs découvertes ont été publiées dans Chemical Engineering Journal.
Les batteries lithium-ion sont devenues omniprésentes dans les appareils électroniques portables et les batteries cars. Cependant, ils ne sont pas sans limites, auto ils présentent un risque d’explosion et peuvent devenir inutilisables si les réserves de lithium sont épuisées. Pour relever ces défis, le développement de batteries de nouvelle génération est actuellement en cours. Parmi elles, les batteries à eau de mer représentent une choice prometteuse qui utilise les ions Na présents dans l’eau de mer pour générer de l’énergie. Ces batteries offrent l’avantage unique d’un accès facile aux ressources et sont respectueuses de l’environnement, car elles ne nécessitent aucun processus de traitement séparé.
La salinité élevée de l’eau de mer peut être attribuée à la présence d’ions Na, qui sont utilisés par les batteries à eau de mer pour générer et stocker de l’énergie électrique lorsqu’elles se déplacent entre la cathode et l’anode. Cependant, l’un des défis liés à l’utilisation de l’hexacyanoferrate de nickel (NiHCF) comme matériau de cathode d’intercalation pour les SWB est la fréquence élevée de défauts lors de la fabrication. Pour résoudre ce problème, l’équipe de recherche a synthétisé NiHCF avec un agent chélateur (échantillon A) et a comparé ses performances avec du NiHCF non traité (échantillon B) pour évaluer l’efficacité de l’agent chélateur.
Un regard sur les deux échantillons au microscope révèle la différence frappante dans leur forme et leur construction. L’échantillon B est constitué de particules primaires nanométriques agrégées de manière aléatoire pour previous des microparticules, tandis que l’échantillon A comprend des particules individuelles de forme cubique de 200 à 300 nanomètres. Bien que la taille des particules individuelles de l’échantillon B soit additionally petite, elle est moins avantageuse pour la generation de batteries en raison de l’agrégation de plusieurs particules dans des buildings cohésives moreover grandes.
Les chercheurs ont également évalué les performances électrochimiques des deux échantillons. Tout d’abord, ils ont mesuré la teneur en eau et il a été constaté que l’échantillon A avait une teneur en eau inférieure à celle de l’échantillon B. Généralement, une teneur en eau additionally élevée a tendance à entraver les performances électrochimiques. De furthermore, les mesures de courant et de rigidity ont montré que l’échantillon A avait une efficacité et une capacité énergétiques élevées.
L’équipe de recherche a réalisé un exploit révolutionnaire en effectuant 2 000 cycles de cost et de décharge sur des batteries à l’aide de deux échantillons, où l’échantillon A a démontré un taux de rétention de capacité remarquable d’environ 92,8 %. De additionally, on a observé que le taux de génération de défauts, un inconvénient précédent du NiHCF, diminuait à 6 % dans l’échantillon A.
Les résultats de l’étude démontrent les performances supérieures obtenues en ajoutant un agent chélatant à l’hexacyanoferrate de nickel et en l’utilisant comme matériau de cathode dans les batteries à eau de mer. Cette découverte peut favoriser le développement des batteries à eau de mer en tant que candidat prometteur pour les systèmes de stockage d’énergie de nouvelle génération.
Ce travail a été soutenu par l’Institut coréen d’évaluation et de planification des systems énergétiques (KETEP) et la Fondation nationale de recherche de Corée (NRF).
