Les sources d'énergie renouvelables telles que l'éolien ou le photovoltaïque sont intermittentes; les pics de production ne suivent pas nécessairement les pics de demande. Le stockage de l'énergie verte est donc essentiel pour sortir des énergies fossiles. L'énergie produite par les cellules photovoltaïques et l'énergie éolienne est stockée pour être utilisée ultérieurement en cas de besoin.

La technologie Li-ion est actuellement la technologie la plus performante pour le stockage d'énergie à base de batteries. Les batteries Li-ion sont utilisées dans les petits appareils électroniques (smartphones, ordinateurs portables) et sont les meilleures options pour les voitures électriques. Leur inconvénient ? Les batteries Li-ion peuvent prendre feu, par exemple, à cause de problèmes de fabrication. Ceci est dû en partie à l'utilisation d'électrolytes organiques liquides dans les batteries actuelles. Ces électrolytes organiques sont nécessaires à la batterie, mais hautement inflammable.

La solution? Passer d'un électrolyte liquide inflammable à un électrolyte solide (c'est-à-dire, passer aux batteries entièrement à semi-conducteurs). C'est une étape très difficile, car les ions lithium dans les solides sont moins mobiles que dans les liquides. Cette moindre mobilité limite les performances de la batterie en termes de taux de charge et de décharge.

Les scientifiques ont recherché des matériaux qui pourraient permettre des batteries entièrement à l'état solide. Des chercheurs de l'UCLouvain ont maintenant découvert un tel matériau, LiTi 2 (PS 4 ) 3 , ou LTPS. Le LTPS a le coefficient de diffusion du lithium le plus élevé (une mesure directe de la mobilité du lithium) jamais mesuré dans un solide. Le LTPS présente un coefficient de diffusion bien supérieur à tout autre matériau connu. Les résultats sont publiés dans Chimie .

Cette mobilité du lithium provient directement de la structure cristalline unique (c'est-à-dire, l'arrangement des atomes) de LTPS. Ce mécanisme ouvre de nouvelles perspectives dans le domaine des conducteurs lithium-ion, et au-delà de LTPS, ouvre une voie vers la recherche de nouveaux matériaux avec des mécanismes de diffusion similaires. Une étude plus approfondie et des améliorations du matériau sont nécessaires pour permettre sa future commercialisation. Cette découverte est néanmoins une étape importante dans la compréhension des matériaux à très haute mobilité des ions lithium, qui sont finalement nécessaires pour les batteries tout solide du futur. Ces matériaux, y compris LTPS, pourrait être utilisé dans de nombreuses technologies, des voitures aux smartphones.