Les batteries meurent aux moments les plus inopportuns. Les téléphones portables s'éteignent pendant les conversations importantes parce qu'une batterie n'a pas été rechargée. Ou l'industrie automobile s'emballe avec enthousiasme pour un nouveau véhicule alimenté par batterie, mais il a besoin d'être rechargé fréquemment. Ou les travaux de jardinage sont retardés parce que la batterie de votre taille-bordures est morte.

Des chercheurs de l'Université du Texas à Dallas ont mis au point un substitut de lithium-soufre respectueux de l'environnement qui pourrait considérablement prolonger la durée de vie de la batterie. Leurs travaux ont été publiés dans la revue Nature Nanotechnologie .

"Les batteries lithium-ion courantes n'ont qu'une certaine capacité, " a déclaré le Dr Kyeongjae "K.J." Cho, professeur de science et ingénierie des matériaux. "Et la plupart des gens veulent utiliser leur téléphone plus longtemps."

De nombreux utilisateurs de smartphones connaissent la durée de vie des batteries lithium-ion. Parfois, une charge peut durer environ une journée. Cho a déclaré que la plupart conviendraient qu'il serait plus pratique que cette charge dure une semaine ou plus.

Cho, avec l'associé de recherche Dr Jeongwoon Hwang, tous deux de l'école d'ingénierie et d'informatique Erik Jonsson, travaillé avec d'autres scientifiques régionaux pour améliorer les batteries lithium-soufre, longtemps considéré par beaucoup comme une évolution des batteries lithium-ion.

Le lithium-soufre pourrait être la solution

Les batteries lithium-soufre présentent des avantages importants par rapport aux batteries lithium-ion. Selon Cho, ils sont moins chers à fabriquer, peser moins, stockent presque deux fois plus d'énergie que les batteries lithium-ion et sont meilleures pour l'environnement.

"Une batterie lithium-soufre est ce que la plupart des chercheurs pensent être la prochaine génération de batterie, " a déclaré Cho. "Il a une capacité d'environ trois à cinq fois plus élevée que les batteries lithium-ion, c'est-à-dire si vous êtes habitué à un téléphone qui dure trois heures, vous pouvez l'utiliser pendant neuf à 15 heures avec une batterie lithium-soufre."

Mais les batteries lithium-soufre ne sont pas sans problèmes. Le soufre est un mauvais conducteur électrique et peut devenir instable en quelques cycles de charge et de recharge seulement. La panne des électrodes est une autre raison pour laquelle les batteries lithium-soufre ne sont pas courantes.

Les scientifiques ont essayé d'améliorer les batteries lithium-soufre en mettant du lithium métal sur une électrode et du soufre sur l'autre. Cependant, le lithium métal est souvent trop instable, et le soufre trop isolant. Les scientifiques ont découvert une technologie qui produisait une substance de nanotube de soufre-carbone qui créait plus de conductivité sur une électrode, et un revêtement en nanomatériau pour créer une stabilité pour l'autre.

Cho et ses collègues chercheurs ont découvert que le molybdène, un élément métallique souvent utilisé pour renforcer et durcir l'acier, crée un matériau qui ajuste l'épaisseur du revêtement lorsqu'il est combiné avec deux atomes de soufre, un revêtement plus fin que la soie d'une toile d'araignée. Ils ont trouvé qu'il améliorait la stabilité et compensait la mauvaise conductivité du soufre, permettant ainsi une plus grande densité de puissance et rendant les batteries lithium-soufre plus viables commercialement.

"C'est ce que tout le monde cherchait, pendant longtemps, " dit Cho. "C'est la percée. Nous essayons de supprimer les réactions secondaires. C'est une technologie de protection."

Les scientifiques disent que cette découverte pourrait changer la façon dont nous regardons les batteries et expérimentons leur durée de vie.

« Nous passons à l'étape suivante et stabiliserons complètement le matériau, et l'amener à la réalité, technologie commerciale pratique, " dit Cho.