Les batteries à eau sont désormais considérées comme une option plus sûre et plus durable que les batteries au lithium - Photo : Heno Hwang
Une équipe de scientifiques de l'Université des sciences et technologies du roi Abdallah d'Arabie saoudite (KAUST) a découvert la principale raison pour laquelle les batteries aqueuses - des batteries qui utilisent l'eau comme solvant - perdent rapidement leurs performances et leur durée de vie : les molécules d'« eau libre » provoquent des réactions secondaires qui endommagent l'anode.
Et avec seulement une petite quantité de sels de sulfate bon marché comme le sulfate de zinc, l'équipe a efficacement surmonté ce problème, permettant à la batterie de durer plus de 10 fois plus longtemps.
Selon l'équipe de recherche, l'« eau libre » est constituée de molécules d'eau qui ne sont pas étroitement liées aux autres ions de la batterie. Cet état rend l'eau plus susceptible de réagir avec les composants des électrodes, provoquant ainsi une perte d'énergie et une corrosion des matériaux.
Lorsque des sels de sulfate sont ajoutés, les ions sulfate agissent comme une « colle moléculaire de l'eau », retenant l'eau plus étroitement dans la structure de liaison, réduisant ainsi considérablement les réactions secondaires nocives.
« Cette découverte montre que la structure de l'eau joue un rôle clé dans la chimie des batteries, mais qu'elle avait été jusqu'alors négligée », a déclaré le professeur Husam Alshareef, chercheur principal et directeur du CREST Center for Renewable Energy and Storage Technologies à la KAUST.
Bien que la plupart des expériences aient utilisé du sulfate de zinc, les résultats préliminaires montrent que l'effet « hydrogel » des ions sulfate s'applique également à de nombreuses autres anodes métalliques. Cela ouvre la voie au développement d'une solution universelle, simple et efficace pour améliorer la durée de vie de l'ensemble de la gamme des batteries aqueuses.
« Les sels de sulfate sont bon marché, facilement disponibles et chimiquement stables, ce qui rend notre solution à la fois scientifiquement et économiquement réalisable », a déclaré le chercheur Yunpei Zhu, qui a mené la plupart des expériences.
Les batteries aqueuses sont désormais considérées comme une alternative plus sûre et plus durable aux batteries au lithium pour les systèmes de stockage d'énergie renouvelable à grande échelle, comme le stockage d'énergie solaire pour le réseau. Le marché mondial des batteries aqueuses devrait dépasser les 10 milliards de dollars d'ici 2030.
La recherche a été publiée dans la revue Science Advances, avec la participation des professeurs Omar Mohammed, Omar Bakr, Xixiang Zhang et Mani Sarathy de KAUST.
Source : https://tuoitre.vn/bat-ngo-cach-giup-pin-nuoc-ben-gap-10-lan-gia-re-beo-20250731095443709.htm
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