Professeurs du Skoltech Center for Energy Science and Technology (CEST), L'Université d'État Lomonossov de Moscou et le Collège de France ont partagé leur vision de l'importance de la chimie du solide dans les avancées actuellement attendues des batteries métal-ion contemporaines et futures. L'avis a été fourni en tant qu'examen invité à Communication Nature .

Les batteries métal-ion sont les principaux moteurs permettant un transfert en douceur vers les énergies renouvelables et vertes pour une planète durable. Les matériaux d'électrode astucieusement conçus ont grandement contribué au développement de batteries Li-ion hautes performances qui ont finalement été marquées par le prix Nobel 2019, qui avait signifié le rôle de la chimie à l'état solide. La conception ciblée de nouveaux matériaux de batterie métal-ion pour amener la technologie au niveau supérieur constitue clairement un grand défi pour la communauté de la chimie d'aujourd'hui.

Les propriétés individuelles des atomes et des ions codées dans le tableau périodique ainsi que les tendances et principes fondamentaux multipliés par d'autres niveaux de complexité constituent une multitude de combinaisons possibles pour les scientifiques afin de trouver de nouvelles électrodes de batterie. Évidemment, les chercheurs ont besoin de directives solides tout en recherchant dans cet immense espace de paramètres les meilleures combinaisons et structures chimiques.

La revue publiée dans Communication Nature résume et explique les principes chimiques fondamentaux et les recettes et discute les réalisations récentes faites dans la conception de matériaux d'électrodes et d'électrolytes solides en manifestant l'interaction entre la composition chimique, structure cristalline et électronique et propriétés électrochimiques. Les auteurs ont souligné le rôle crucial des méthodes avancées :diffraction, des techniques d'imagerie et de caractérisation spectroscopique couplées à des approches de chimie à l'état solide pour améliorer les matériaux des batteries ouvrant des directions émergentes pour des études ultérieures.

Le professeur Stanislav Fedotov dit :« Dans la perspective proche, nous prévoyons des découvertes plus essentielles de matériaux fonctionnels rendues possibles par la chimie du solide. Tous les étudiants et chercheurs désireux de contribuer au développement des technologies actuelles et à venir pour créer un monde meilleur sont invités à s'inscrire à nos cours de chimie des matériaux dispensés dans le cadre du Master et du doctorat en science des matériaux. programmes à Skoltech."

Professeur Artem Abakumov, directeur du CEST, dit, "Avec cette brève critique, nous avons démontré que derrière la recherche apparemment appliquée ciblant le produit spécifique—les batteries métal-ion—une richesse de la science fondamentale est cachée. La conception rationnelle de matériaux électroactifs avancés et d'électrolytes solides pour les futures batteries nécessite une compréhension approfondie de la chimie cristalline, liaison chimique et structure électronique des solides, transport ionique, électrochimie et techniques de caractérisation de pointe couplées à la vision large issue des branches voisines de la chimie du solide. Des méthodes de calcul puissantes, la conception et la découverte de matériaux permettront aux chercheurs dans un avenir proche, mais ils doivent agir main dans la main avec la sagesse scientifique apportée par une approche multidimensionnelle de la chimie du solide. »