Une étude récente affiliée à UNIST a introduit une nouvelle technologie de batterie de véhicule électrique (VE) qui est plus économe en énergie que les moteurs à essence. La nouvelle technologie consiste à remplacer les batteries au lieu de les charger, contournant les problèmes de charge lente de la technologie de batterie EV existante. Il fournit également léger, sources d'énergie à haute densité énergétique avec peu de risque de brûlure ou d'explosion. Cette percée a été menée par le professeur Jaephil Cho et son équipe de recherche à l'École d'ingénierie énergétique et chimique de l'UNIST. Leurs conclusions ont été publiées dans Communication Nature .

Les chercheurs ont développé un nouveau type de batterie aluminium-air pour les véhicules électriques. La nouvelle batterie surpasse les batteries lithium-ion existantes en termes de densité énergétique plus élevée, moindre coût, durée de vie plus longue, et plus de sécurité. Les batteries aluminium-air sont des cellules primaires, ce qui signifie qu'ils ne peuvent pas être rechargés par des moyens conventionnels. Dans les véhicules électriques, ils produisent de l'électricité en remplaçant la plaque d'aluminium et l'électrolyte. Considérant la densité énergétique réelle de l'essence et de l'aluminium de même poids, l'aluminium est supérieur.

"L'essence a une densité d'énergie de 1, 700 Wh/kg, tandis qu'une batterie à flux d'air en aluminium présente une densité d'énergie beaucoup plus élevée de 2, 500 Wh/kg avec son électrolyte remplaçable et son aluminium, " dit le professeur Cho. " Cela veut dire avec 1kg d'aluminium, nous pouvons construire une batterie qui permet à une voiture électrique de parcourir jusqu'à 700 km."

La nouvelle batterie fonctionne un peu comme les batteries métal-air, produisant de l'électricité à partir de la réaction de l'oxygène de l'air avec l'aluminium. Batteries métal-air, en particulier les batteries aluminium-air, ont attiré beaucoup d'attention en tant que batterie de nouvelle génération en raison de leur densité énergétique supérieure à celle des LIB. En effet, batteries qui utilisent de l'aluminium, un métal léger, sont plus légers, moins cher, et ont une plus grande capacité qu'un LIB traditionnel.

Malgré leur haute densité énergétique, Les batteries aluminium-air ne sont pas largement utilisées en raison de problèmes liés au coût élevé des anodes et à l'élimination des sous-produits lors de l'utilisation d'électrolytes traditionnels. Le professeur Cho a résolu ce problème en développant une batterie aluminium-air à base de flux pour atténuer les réactions secondaires dans la cellule, où les électrolytes peuvent circuler en continu.

Dans l'étude, l'équipe de recherche a préparé une architecture de nanoplaque de manganate d'argent à médiation par des graines de nanoparticules d'argent pour la réaction de réduction de l'oxygène (ORR). Ils ont découvert que l'atome d'argent peut migrer dans le réseau cristallin disponible et réorganiser la structure de l'oxyde de manganèse, créant ainsi des dislocations de surface abondantes. Grâce à une longévité et une densité énergétique améliorées, l'équipe prévoit que leur système de batterie à flux d'air en aluminium pourrait potentiellement amener plus de véhicules électriques sur la route avec une plus grande autonomie et beaucoup moins de poids sans risque d'explosion.

"Cette stratégie innovante a empêché la précipitation de sous-produits solides dans la cellule et la dissolution d'un métal précieux dans l'électrode à air, " dit Jaechan Ryu, premier auteur de l'étude. "Nous croyons que notre système de l'AAFB a le potentiel pour un système de conversion d'énergie de nouvelle génération rentable et sûr."

La capacité de décharge de la batterie à flux d'air en aluminium est 17 fois supérieure à celle des batteries à air en aluminium conventionnelles. En outre, la capacité des catalyseurs à base d'oxyde d'argent et de manganèse nouvellement développés était comparable à celle des catalyseurs conventionnels au platine (Pt/C). L'argent étant 50 fois moins cher que le platine, il est également compétitif en termes de prix