Les batteries au zinc (Zn) ont attiré une attention croissante en raison de leur grande capacité volumétrique, leur abondance terrestre, et le respect de l'environnement. Les batteries au zinc offrent une solution prometteuse aux risques de sécurité et aux défis économiques auxquels sont confrontées les batteries Li-ion actuelles.

Cependant, les électrolytes aqueux de Zn actuellement disponibles sont loin d'être idéaux. Les batteries aqueuses au Zn sont aux prises avec une dégradation rapide des performances due à la mauvaise réversibilité des anodes au Zn et à la dissolution des cathodes. Une équipe de recherche dirigée par le professeur Cui Guanglei du Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) de l'Académie chinoise des sciences a proposé une nouvelle classe d'électrolytes aqueux appelés électrolytes eutectiques hydratés pour assurer une meilleure performance des batteries aqueuses au zinc. L'étude sera publiée dans la revue Joule le 1er juillet.

Le nouvel électrolyte aqueux a été fabriqué en couplant un sel de Zn hydraté (Zn(ClO 4 ) 2 ·6H 2 O) exclusivement avec un ligand neutre (succinonitrile, SN).

"Les espèces de Zn aqua cationiques et les états de coordination des molécules d'eau correspondants sont réorganisés. SN pénètre dans la couche de solvatation primaire du Zn ²⁺ , tandis que toutes les molécules d'eau contribuent à la formation de la structure eutectique et restent liées dans la sphère de coordination métallique, " a déclaré le Dr Zhao Jingwen de QIBEBT, co-auteur de l'étude.

C'est pourquoi les comportements électrochimiques des électrolytes eutectiques hydratés étaient différents de ceux des électrolytes aqueux traditionnels. Les électrolytes eutectiques hydratés étaient parfaitement adaptés aux batteries organiques au Zn du point de vue de l'anode et de la cathode.

« Il est connu que les anions perchlorate sont réactifs et susceptibles de se décomposer en solutions aqueuses, " dit Cui. " Cependant, en raison du Zn supprimé ²⁺ -H 2 O jeu, l'anion perchlorate non idéal communément accepté peut être stabilisé dans le réseau eutectique."

Possédant les riches interactions intermoléculaires dans les électrolytes eutectiques hydratés, un fonctionnement stable à basse température même à -20°C a également été obtenu.

L'étude offre un moyen simple et prometteur d'apprivoiser la structure électrolytique multivalente pour créer des batteries aqueuses rechargeables de longue durée.