Electrolytes aqueux hautement concentrés, appelés électrolytes eau-dans-sel, pourrait être une alternative aux solvants organiques utilisés dans les batteries de voitures et autres appareils électrochimiques. Ils ont les avantages de l'abondance, faible coût et non toxicité, selon l'article de synthèse "Electrolytes eau-dans-sel pour dispositifs de stockage d'énergie électrochimique aqueux à haute tension, " publié dans la revue Opinion actuelle en électrochimie de Vitor Leite Martins et Roberto Manuel Torresi, tous deux sont affiliés à l'Institut de chimie de l'Université de São Paulo (IQ-USP) au Brésil.

L'étude a été menée dans le cadre de la recherche postdoctorale de Martins supervisée par Torresi et dans le cadre du projet thématique « Optimisation des propriétés physicochimiques des matériaux nanostructurés pour des applications en reconnaissance moléculaire, catalyse et conversion/stockage d'énergie, " dont Torresi est chercheur principal. Les deux projets sont soutenus par la FAPESP.

"Le terme 'électrolytes eau-dans-sel' fait référence à des solutions constituant une très forte concentration de sel dans une très petite quantité d'eau. La quantité d'eau est juste suffisante pour dissoudre les ions pour favoriser la solvatation. Le système ne contient pas d'eau libre , contrairement aux solutions conventionnelles, " a déclaré Torresi à Agência FAPESP.

Ceci n'est possible que si la molécule de sel à dissoudre comprend un gros anion et un petit cation, Torresi a expliqué. Un exemple est LiTFSI, c'est à dire., bis(trifluorométhane sulfonyl)imide de lithium (CF 3 DONC 2 NLiSO 2 FC 3 ), tandis que NaCI, c'est à dire., chlorure de sodium ou sel de table, ne sert à rien, car il a un anion et un cation de tailles similaires.

"Parce qu'il n'y a pas d'eau gratuite dans cette solution ultra-concentrée, la division électrolytique de l'eau en hydrogène et oxygène devient beaucoup plus difficile, ainsi la stabilité électrochimique de la solution est très élevée malgré le système contenant de l'eau, " il a dit.

En résumé, cette proposition technologique innovante basée sur une forte concentration de sel dans l'eau offre des avantages significatifs par rapport à la technologie conventionnelle utilisant du sel dissous dans des composés organiques. Néanmoins, l'utilisation technologique des électrolytes eau-dans-sel présente également des défis.

« La première est que la solution contient peu d'eau et est très hygroscopique :elle a tendance à absorber l'humidité de l'air, et cela change sa teneur en eau. La seconde est que les solutions aqueuses ultraconcentrées sont très corrosives, " a déclaré Torresi.

La propension à absorber l'humidité ambiante est partagée avec les solvants organiques et est l'une des raisons pour lesquelles les batteries conventionnelles doivent être blindées, mais la corrosivité est un inconvénient majeur :les solvants organiques actuellement utilisés dans les batteries au lithium n'attaquent pas les électrodes, les seuls composants métalliques, dans une large mesure.

Cependant, selon Torresi, cet inconvénient ne doit pas être surestimé. « La corrosion a été un problème majeur pendant des décennies. nous savons affiner les collecteurs de courant, et avec quelques adaptations, il ne sera pas difficile de surmonter le problème de corrosion dans une future batterie aqueuse, " il a dit.