Inscrivez-vous gratuitement pour écouter cet article
Merci. Écoutez cet article en utilisant le lecteur ci-dessus. ✖
Vous souhaitez écouter cet article GRATUITEMENT ?
Remplissez le formulaire ci-dessous pour débloquer l’accès à TOUS les articles audio.
Une équipe de chercheurs internationaux dirigée par QUT a réalisé une percée dans le développement d’un type de batterie beaucoup plus sûr et moins cher que les batteries qui chargent actuellement nos appareils intelligents.
La recherche, publiée dans le prestigieux Journal de l’American Chemical Societya démontré un moyen d’améliorer la tension des batteries aqueuses zinc-ion, qui sont un type de batterie rechargeable dotée d’un électrolyte à base d’eau.
Les chercheurs de QUT impliqués dans l’étude sont Professeur Ziqi Sun, Professeur agrégé Dongchen Qiet Fan Zhang de l’École de chimie et de physique, Professeur Ting Liao et Professeur Cheng Yan de l’École de génie mécanique, médical et des procédés et Dr Aaron Micallef du Centre central de recherche analytique.
Vous voulez plus d’actualités ?
Abonnez-vous à la newsletter quotidienne de Technology Networks et recevez chaque jour les dernières nouvelles scientifiques directement dans votre boîte de réception.
Abonnez-vous GRATUITEMENTProfesseur Ziqi Sun, du École QUT de chimie et de physique et Centre de science des matériauxa déclaré que les batteries aqueuses étaient utilisées depuis plus de cent ans, principalement comme batteries non rechargeables.
« Dans les batteries rechargeables courantes, des électrolytes organiques sont utilisés pour remplir l’espace entre l’anode et la cathode, qui sont coûteux et, surtout, hautement inflammables.
« L’utilisation d’électrolytes aqueux pourrait résoudre le problème de sécurité des batteries lithium-ion, car l’électrolyte aqueux est beaucoup moins cher et plus sûr.
« Mais l’utilisation d’électrolyte aqueux dans les batteries rechargeables est très difficile.
“En raison de la faible tension réductrice de l’eau (1,23 V), les batteries aqueuses ont généralement une fenêtre de tension basse et donc une faible densité énergétique, ce qui signifie des performances de batterie inférieures à celles des batteries rechargeables organiques normales.”
Fan Zhang, premier auteur du document de recherche, a déclaré qu’il était encore plus difficile d’augmenter cette fenêtre de tension de 1,23 V avec un électrolyte aqueux.
“Si la tension appliquée est supérieure à 1,23 V, de l’hydrogène sera généré et entraînera un gonflement de la batterie et une éventuelle explosion”, a déclaré M. Zhang.
Le professeur Sun a déclaré que les chercheurs ont trouvé un moyen d’augmenter la tension dans une batterie aqueuse au zinc tout en évitant l’accumulation d’hydrogène potentiellement dangereuse. La méthode s’inspire de la théorie de Marcus sur le transfert d’électrons entre molécules dans une solution, qui a valu à Rudolph Marcus le prix Nobel.
« Dans notre travail, nous avons appliqué un composé organique appelé catéchol dans l’électrolyte aqueux de sulfate de zinc, ce qui modifie le modèle de transfert d’électrons d’un transfert de sphère interne normale dans l’électrolyte à un modèle de transfert de sphère externe.
“En termes simples, cela signifie que le composé catéchol transfère un électron à l’ion zinc, ce qui rend les molécules d’eau plus stables et contrôle la réaction potentiellement dangereuse de l’hydrogène.”
Le professeur Sun a déclaré que la recherche constituait une étape vers l’utilisation croissante de batteries aqueuses à base de zinc, dont il a déjà été démontré qu’elles présentent plusieurs avantages clés.
Les ions zinc ont deux fois plus de charge que les ions lithium, ce qui signifie deux fois plus d’énergie. Les batteries peuvent également être plus petites, se charger beaucoup plus rapidement et avoir une durée de vie de cycle de recharge plusieurs fois supérieure.
“Le mécanisme de transfert d’électrons de la sphère externe nous ouvre une nouvelle voie pour concevoir des électrolytes aqueux à haute tension”, a déclaré le professeur Sun.
«L’utilisation de ces nouveaux types d’électrolytes aqueux améliore la fenêtre de tension deux fois plus élevée et améliore les performances globales de la batterie de 1,5 à trois fois supérieures à celles des électrolytes aqueux normaux.
“Il s’agit d’un grand pas en avant vers les batteries rechargeables aqueuses pour la production industrielle.”
Référence : Zhang F, Liao T, Peng H et al. Transfert d’électrons par sphère externe permettant des électrolytes aqueux haute tension. J Am Chem Soc. 2024;146(15):10812-10821. est ce que je: 10.1021/jacks.4c01188
Cet article a été republié à partir du suivant matériaux. Remarque : le matériel peut avoir été modifié en termes de longueur et de contenu. Pour plus d’informations, veuillez contacter la source citée. Notre politique de publication de communiqués de presse est accessible ici.
2024-05-01 11:34:04
1714553269
#Percée #tension #dans #quête #batteries #moins #chères #sûres
