Des scientifiques de l'Université de Floride centrale (UCF) ont créé une batterie de supercondensateurs expérimentale qui fonctionne comme neuve même après 30 000 recharges. Ces travaux de recherche permettront de créer une batterie haute capacité à chargement rapide qui durera 20 fois plus longtemps que les cellules lithium-ion conventionnelles. «Vous pouvez recharger votre téléphone mobile en quelques secondes seulement, et cette charge durera une semaine de fonctionnement du téléphone», explique Nitin Chaudhary, chercheur à l'UCF.
Les supercondensateurs se chargent très rapidement car ils accumulent statiquement de l'électricité à la surface du matériau, et non par des réactions chimiques comme dans les batteries. Cela nécessite des feuilles de matériaux «bidimensionnels» avec de grandes surfaces pouvant contenir un grand nombre d'électrons. En recherche et développement, le graphène est principalement utilisé comme matériau bidimensionnel.
Cependant, selon les scientifiques de l'UCF, l'intégration du graphène avec d'autres matériaux utilisés dans les supercondensateurs est assez difficile. Ils ont donc utilisé des matériaux métalliques 2D (TMD) de quelques atomes d'épaisseur pour envelopper un nanofil 1D hautement conducteur, permettant aux électrons de voyager rapidement d'un cœur à l'autre. Cela permet de produire de manière assez simple un matériau à charge rapide avec une consommation d'énergie élevée et une densité d'énergie élevée. «Nous avons développé un processus de synthèse chimique simple qui s'intègre bien aux matériaux existants avec des matériaux 2D», explique le chercheur Jung.
Le développement en est à un stade précoce, il est donc trop tôt pour parler de la mise en œuvre industrielle de la technologie, mais les perspectives semblent prometteuses. «Notre conception surpasse les matériaux utilisés dans les petits appareils électroniques aujourd'hui en termes de densité d'énergie, de densité de puissance et de stabilité cyclique», a déclaré Chaudhary.
Jung appelle cette recherche un test expérimental du concept, et l'équipe est maintenant sur le point de breveter leur invention. Lors de l'établissement de la production de masse, il sera possible d'utiliser de nouvelles batteries (non explosives) avec une longue durée de vie dans les appareils mobiles, qui seront chargées en quelques secondes.
Sergey Lukavsky