Un nouveau design de batterie rechargeable, créé avec du sel, pourrait ouvrir la voie à une énergie plus verte. Des chercheurs de l'Université de Nottingham Ningbo Chine (UNNC) se sont associés à un groupe de spécialistes du Shanghai Institute of Applied Physics (SINAP), L'Académie chinoise des sciences sur les conceptions du nouveau réservoir d'énergie qui permet une plus grande puissance tout en ayant une durée de vie plus longue que les batteries conventionnelles.

La demande croissante de véhicules électriques et de modes de transport plus durables implique de trouver de nouvelles formes de stockage d'énergie telles que les batteries, supercondensateurs et piles à combustible. Actuellement, un défi majeur auquel l'industrie est confrontée est la mauvaise qualité des performances des batteries rechargeables qui perdent souvent de l'énergie et de la puissance trop rapidement au fil du temps.

L'équipe de collaboration est dirigée par le professeur Jiangiang Wang, un expert en chimie des sels fondus au SINAP, et le professeur George Chen, Professeur titulaire de la chaire Li Dak Sum en technologies électrochimiques à l'UNNC, et a travaillé pour concevoir une solution possible décrite dans un article publié dans la revue ChemSusChem .

Le papier, Une batterie rechargeable fer-oxygène au sel fondu à haute température, décrit les recherches menées à l'aide d'une nouvelle batterie rechargeable fer-oxygène abordable contenant un électrolyte biphasé de carbonate fondu et d'oxyde solide. Le premier auteur de l'article, Le Dr Cheng Peng a souligné que la nouvelle conception fusionne les mérites d'une pile à combustible à oxyde solide et d'une batterie métal-air en fusion, offrant une cinétique de réaction de la batterie et une capacité de puissance considérablement améliorées sans compromettre la capacité énergétique.

Le professeur Chen a déclaré :« Actuellement, le défi majeur des batteries métal-oxygène rechargeables réside dans la cinétique lente des réactions des électrodes, résultant en de faibles densités d'énergie et de puissance. Par conséquent, l'activation des réactions des électrodes négatives et positives est cruciale pour les batteries métal-oxygène rechargeables hautes performances."

La solution à ce défi confirmée par le travail de l'équipe est innovante mais simple et peu coûteuse. Le professeur Wang a expliqué :« Nous avons envisagé d'élever la température de fonctionnement de la batterie métal-oxygène en utilisant des métaux tels que le fer comme base, car cela peut être activé à haute température et maintient le coût bas. Les piles à combustible à oxyde solide utilisent de l'étain ou du bismuth comme matériaux d'électrode négative, mais un problème était la formation d'oxydes métalliques entre le métal et l'électrolyte solide et entravant la conductivité ionique."

Le Dr Peng a ajouté :« Un type de batterie métal-oxygène à haute température est ce qu'on appelle la batterie à air fondu qui peut utiliser des métaux de base pour un transfert de charge rapide de plusieurs électrons dans les sels fondus. Les sels fondus ont la capacité de dissoudre les oxydes métalliques. Notre proposition a examiné une batterie fer-oxygène à sel fondu avec un électrolyte biphasé de carbonate fondu et d'oxyde solide qui fusionne les mérites des deux types de batterie.

« Le résultat a été une batterie fer-oxygène rechargeable à haute température et à faible coût et à longue durée de vie avec à la fois une capacité de stockage d'énergie élevée et une capacité de charge et de décharge rapide. »

L'équipe à l'origine de la nouvelle conception prévoit que la nouvelle batterie a un grand potentiel d'application dans le domaine du stockage d'énergie renouvelable à l'échelle du réseau. Professeur Chen, qui dirige également un laboratoire d'électrolyse de sels fondus à Nottingham, a déclaré que la nouvelle recherche derrière la conception de la batterie a de multiples applications. Par exemple, les sels fondus sont le fluide de stockage idéal pour la chaleur solaire à haute température. Par conséquent, la batterie fer-oxygène aux sels fondus est en principe capable de stocker à la fois la chaleur solaire et l'électricité, ce qui est très souhaitable pour les besoins énergétiques domestiques et industriels.