Des scientifiques américains créent la première batterie rechargeable lithium-dioxyde de carbone

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Des scientifiques de l’Université de l’Illinois à Chicago (UIC) ont conçu une batterie lithium-dioxyde de carbone entièrement rechargeable qui est restée stable sur 500 cycles, surmontant deux obstacles majeurs à la technologie prometteuse.

Selon UIC, le lithium-CO2 est une des technologies de batteries ayant un potentiel de performance et de densité énergétique jusqu’à sept fois plus élevé que les batteries lithium-ion actuelles, mais le maintien de la stabilité lors de cycles répétés s’avère problématique.

Le groupe UIC a trouvé une solution à ce problème et a annoncé que la batterie lithium-CO2 maintenait la stabilité et la capacité sur 500 cycles. L’appareil est décrit dans l’article A LongCycleLife Lithium–CO2 Battery with Carbon Neutrality, publié dans Advanced Materials.

Accumulation de carbone

Un problème courant avec de telles batteries est une accumulation de carbone sur le catalyseur lors de la décharge du dispositif de stockage, processus qui conduit finalement à une défaillance. « L’accumulation de carbone bloque non seulement les sites actifs du catalyseur et empêche la diffusion de dioxyde de carbone, mais il déclenche également la décomposition de l’électrolyte dans un état chargé », a déclaré Alireza Ahmadiparidari, l’auteur principal du document.

Pour résoudre ce problème, le groupe a utilisé des nanoflakes de disulfure de molybdène comme catalyseur à la cathode et un matériau électrolytique hybride liquide ionique/diméthylsulfoxyde qui, espérait-il, contribuerait à incorporer du carbone dans le processus de cyclage et à empêcher une accumulation dommageable pour la performance.

« Notre combinaison unique de matériaux contribue à la réalisation de la première batterie lithium-dioxyde de carbone neutre en carbone, offrant beaucoup plus d’efficacité et une durée de vie de cycle plus longue », a déclaré Amin Salehi-Khojin, professeur agrégé de génie mécanique et industriel à l’UIC.

Bien que le document s’appuie sur des calculs théoriques pour décrire le fonctionnement réversible de la batterie, le groupe semble confiant dans l’importance de sa découverte. « Cette réalisation ouvre la voie à l’utilisation du CO2 dans les systèmes avancés de stockage d’énergie », précise le résumé du document.