La percée de la batterie au zinc peut permettre aux maisons de stocker efficacement l’énergie pour une utilisation hors réseau

Depuis le début des années 1990, les scientifiques ont tenté de créer une batterie qui remplacerait la variété lithium-ion standard. La difficulté d’un tel projet réside dans la densité d’énergie de la source d’énergie. Les scientifiques ont découvert que même si d’autres matériaux se révélaient plus économes en énergie, leurs cycles étaient pathétiques. L’espoir a été suscité il y a plusieurs années lorsque la première batterie au dioxyde de magnésium-zinc a été créée; bien que la perplexité de l’équilibre entre les cycles de densité et de charge reste la même. Cependant, les chercheurs du City College de New York croient qu’ils ont créé une nouvelle génération de batteries capables de supporter des charges élevées et d’alimenter un plus grand stockage sur le réseau.

C’est un bel exemple de coupe du nœud gordien. L’associé chercheur principal Gautam G. Yadav et son équipe ont appliqué une nouvelle interprétation à l’ancienne chimie derrière les batteries domestiques conventionnelles. Comme il l’explique, « une nouvelle structure cristalline en couches de dioxyde de manganèse est utilisée dans cette chimie, qui est intercalée avec des ions de cuivre. Cela le rend rechargeable à sa capacité théorique pour un nombre important de cycles. « 

Yadav fait référence à une utilisation intéressante d’une couche d’hydroxyde de calcium qui a été intercalée dans une batterie au dioxyde de magnésium-zinc. Les processus de la chimie de la complexation ont bloqué le zinc toxique, ce qui a prolongé les cycles de vie. Cela signifiait que la batterie pouvait maintenir sa densité énergétique élevée pendant plus de 900 cycles; un nombre qui allait bien au-delà de ce que les chercheurs avaient initialement prévu.

C’est une excellente nouvelle pour l’industrie de l’énergie. Alors que les analystes observent une pénurie croissante de fossiles, le besoin d’autres sources d’énergie est d’autant plus mis en évidence. De plus, ces options de stockage d’énergie doivent être sûres et bon marché. S’appuyer sur l’ancienne batterie lithium-ion incroyablement toxique, par exemple, ne ferait que transférer un problème à un autre. Cette nouvelle génération de dioxyde de magnésium-zinc peut être la solution. Les scientifiques disent que ces versions zinc-anode sont peu coûteuses et pourraient potentiellement être produites en masse car l’ingrédient principal est un métal abondant trouvé sur Terre.

Ce sont des objectifs élevés, bien sûr, et il reste à voir si ces dispositifs d’alimentation seront commercialisés dans un proche avenir.

Les choses qui vont boum dans la nuit

Pour bien saisir la gravité de cette découverte, il serait bon de comprendre les dangers et les risques des batteries lithium-ion. Jadis considérés comme la source d’énergie du futur, les ingénieurs croyaient avoir développé le mana du ciel avec ces appareils Li-ion. Ils étaient petits et emballés un coup de poing en termes de livraison d’énergie. Ils étaient si puissants en fait que la NASA a été l’un des premiers groupes à intégrer ces produits dans leur système.

Mais le petit pétard d’une source d’énergie avait ses inconvénients. Le plus évident, et peut-être le plus dangereux, étant la volatilité de la batterie. Comme l’a expliqué le Dr Christopher Iannello, boursier technique de la NASA pour l’énergie électrique, les électrolytes d’une batterie lithium-ion typique deviendraient instables sous une pression extrême. Exposées à une chaleur régulière et intense, les cellules de la batterie deviendraient trop agitées, explosant par conséquent. Cette réaction est appelée « emballement thermique » et explique le nombre de cas de risque d’incendie se produisant dans les voitures et les téléphones mobiles.

Les batteries au lithium-ion, il faut le noter, libèrent également des vapeurs nocives lorsqu’elles sont utilisées pendant une période prolongée.

Ces effets néfastes ont été motivés par les fabricants de batteries comme étant nécessaires pour la commodité et la puissance accrue. Malgré tout, les professionnels de la santé et les représentants du gouvernement considéraient le danger comme un sujet de préoccupation. De nombreux groupes ont appelé à l’amélioration des technologies dans le développement de la batterie. (Connexes: Percée de la batterie: la «batterie à flux» sans membrane stocke 10 fois l’énergie du lithium-ion.)

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