Les smartphones, tablettes et autres appareils électroniques fonctionnent avec des batteries rechargeables, mais après plusieurs milliers de cycles d'utilisation, les batteries commencent à perdre leur capacité à tenir une charge. La plupart des batteries modernes sont au lithium, mais avec le temps, le lithium à l'intérieur de la batterie se corrodera.
Au lieu du lithium, des chercheurs de l'Université de Californie, Irvine ont utilisé des nanofils d'or pour stocker la charge électrique, et le système qu'ils ont développé s'est avéré supérieur aux batteries au lithium traditionnelles. Il a résisté à 200 000 cycles de recharge sans détérioration significative des propriétés et signes de corrosion.
Cependant, ils ne comprennent toujours pas pleinement pourquoi cela se produit. L'idée originale de l'expérience était de fabriquer une batterie à électrolyte solide dans laquelle une pâte d'électrolyte est utilisée à la place d'un électrolyte liquide. Les batteries liquides, telles que le lithium, sont hautement inflammables et sensibles à la température. Les chercheurs ont expérimenté l'utilisation de pâtes épaisses et conductrices.
«Nous avons commencé un cycle de recharge de l'appareil, puis nous nous sommes rendu compte qu'il n'allait pas« mourir »», a déclaré le responsable de l'étude Reginald Penner. "Mais jusqu'à présent, nous ne comprenons pas le mécanisme de cela."
Selon la nouvelle technologie, un nanofil d'or est utilisé pour créer des batteries, la taille n'est pas plus épaisse qu'une bactérie, recouverte d'oxyde de manganèse et protégée par une couche de pâte d'électrolyte. La pâte interagit avec le revêtement d'oxyde pour éviter la corrosion. Plus le nanofil est long, plus la surface est grande et plus il peut contenir de charge. D'autres chercheurs expérimentent les nanofils depuis longtemps, mais contrairement à eux, les scientifiques de l'Université d'Irvine ont d'abord proposé d'utiliser une pâte protectrice.
«La pâte fait bien plus que simplement maintenir les fils ensemble. Il semble rendre l'oxyde métallique plus doux et plus résistant à la fissuration », a déclaré Penner.
Cette technologie promet d'augmenter la durée de vie de la batterie de l'électronique grand public de 400 fois, mais jusqu'à présent, la plate-forme de test n'est pas une vraie batterie. Les batteries ont une anode à travers laquelle le courant électrique entre dans le système et une cathode à travers laquelle il sort. Au lieu de cela, les scientifiques ont lié deux cathodes ensemble, qui se remplacent lors de la charge. Le cycle continu de changement de cathodes en fait le système idéal pour tester plusieurs recharges.
Penner dit que c'est comme un processus continu consistant à verser de l'eau d'une tasse à l'autre et inversement. Après plusieurs centaines de cycles de versement, une partie de l'eau est généralement évacuée, ce qui réduit la «charge». Mais le système de Penner, en versant de l'eau entre des «tasses» 200 mille fois, ne perd qu'environ 5 pour cent.
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Malgré l'utilisation de traces d'or dans cette expérience, cela pourrait rendre la production de telles batteries coûteuse. Penner suggère qu'un métal plus commun tel que le nickel pourrait être utilisé à la place de l'or.
Sergey Lukavsky
