Brûler une bougie pourrait suffire à fabriquer une batterie de voiture électrique peu coûteuse mais puissante, selon une nouvelle recherche publiée dans Electrochimica Acta. La recherche révèle que la suie de bougie pourrait être utilisée pour alimenter le type de batterie lithium-ion utilisé dans les voitures électriques hybrides rechargeables.

Les auteurs de l'étude, de l'Institut indien de technologie d'Hyderabad, Inde, disent que leur découverte ouvre la possibilité d'utiliser le carbone dans des batteries plus puissantes, réduire les coûts de l'énergie portable.

Les batteries lithium-ion alimentent de nombreux appareils, des smartphones et appareils photo numériques jusqu'aux voitures et même aux avions. Les batteries fonctionnent en ayant deux matériaux chargés électriquement suspendus dans un liquide pour produire un courant. Le carbone est utilisé comme l'un de ces matériaux dans les petites batteries, mais pour plus grand, des batteries plus puissantes - comme celles utilisées dans les voitures électriques - le carbone n'est pas adapté en raison de sa structure, qui ne peut pas produire la densité de courant requise.

Dans la nouvelle étude, Le Dr Chandra Sharma et le Dr Manohar Kakunuri ont découvert qu'en raison de la forme et de la configuration des minuscules nanoparticules de carbone, le carbone dans la suie de bougie convient à une utilisation dans des batteries plus grosses. Quoi de plus, parce que la suie pourrait être produite rapidement et facilement, il s'agit d'une approche évolutive de la fabrication de batteries.

"Si vous mettez une goutte d'eau sur de la suie de bougie, elle s'écoule - c'est une observation qui a été faite au cours des dernières années. Le matériau de la suie de bougie est fait de, carbone, a également un potentiel électrique. Alors pourquoi ne pas l'utiliser comme électrode ?" a demandé le Dr Sharma, auteur de l'étude de l'Institut indien de technologie. "Nous l'avons examiné et avons constaté qu'il présentait également des propriétés électrochimiques exceptionnelles, nous avons donc décidé de le tester davantage."

Quand une bougie brûle, il dégage des nuages ​​de suie noire faits de carbone. Les chercheurs ont examiné la suie recueillie à la pointe d'une flamme de bougie et au milieu de la flamme et ont comparé la taille, forme et structure du carbone. Les résultats ont montré que le processus de combustion forme des nanoparticules de carbone de 30 à 40 nanomètres de diamètre et reliées entre elles dans un réseau interconnecté. Ils ont également constaté que la suie récupérée de la pointe d'une flamme de bougie, qui brûle à 1400˚C, a moins d'impuretés comme la cire, ce qui le rend plus performant en tant que conducteur électrique.

Les chercheurs ont ensuite analysé l'efficacité de la suie en tant que matériau conducteur à utiliser dans une batterie. L'efficacité des batteries et des matériaux utilisés dans les batteries peut être testée grâce à une technique appelée charge-décharge cyclique (CCD). Le taux de charge/décharge reflète la puissance de la batterie; plus le taux est élevé, plus la batterie est puissante ; les résultats ont montré que le charbon de suie de bougie donnait de meilleurs résultats à des taux plus élevés.

La forme et la taille des nanoparticules de carbone, et la façon dont ils sont unis, signifie que la suie de bougie est un matériau approprié à utiliser dans les batteries de voitures électriques. Non seulement la technologie est efficace et rentable, il est également évolutif. Le Dr Sharma estime qu'une voiture hybride aurait besoin de dix kilogrammes de suie de carbone, qui serait déposé en une heure environ à l'aide de bougies.

« En général, nous négligeons les choses les plus simples ; la suie de bougie n'est pas nouvelle, mais nous ne la considérons que maintenant comme une source potentielle de carbone, " a déclaré le Dr Sharma. "Nous sommes très excités par les résultats. Cette nouvelle approche est très simple et les coûts impliqués sont minimes - cela rendrait la production de batteries moins chère."

Les chercheurs prévoient maintenant de développer une batterie à la suie de bougie pour tester davantage la technologie. Ils prévoient également de tester des matériaux hybrides contenant de la suie de bougie pour voir s'ils peuvent en faire un matériau encore meilleur pour les batteries.