Des chercheurs de la Texas A&M University ont découvert que les électrodes de batterie à base d’eau stockent plus d’énergie qu’on ne le pensait auparavant.
Dans un article publié dans la revue Nature Materials , les scientifiques expliquent que leurs expériences et simulations leur ont permis d’identifier une différence de 1 000 % dans la capacité de stockage des électrodes de batterie à base d’eau et sans métal.Selon le nouvel article, les polymères radicaux redox-actifs non conjugués (électrodes) sont des candidats prometteurs pour les batteries aqueuses sans métal en raison de la tension de décharge élevée des polymères et de la cinétique redox rapide. La réaction est complexe et difficile à résoudre en raison du transfert simultané d’électrons, d’ions et de molécules d’eau.
“Nous démontrons la nature de la réaction redox en examinant des électrolytes aqueux de caractère chao-/kosmotropique variable à l’aide d’une microbalance électrochimique à cristal de quartz avec surveillance de la dissipation à une gamme d’échelles de temps”, lit-on dans l’article.
Le groupe de recherche Texas A&M a complété ses efforts expérimentaux par des simulations et des analyses informatiques. Les simulations ont donné un aperçu de l’image microscopique à l’échelle moléculaire de la structure et de la dynamique.
« La théorie et l’expérience travaillent souvent en étroite collaboration pour comprendre ces matériaux. L’une des nouvelles choses que nous faisons par calcul dans cet article est que nous chargeons l’électrode à plusieurs états de charge et voyons comment l’environnement réagit à cette charge », a déclaré le co-auteur Daniel Tabor dans un communiqué.
Tabor et ses collègues ont observé macroscopiquement si la cathode de la batterie fonctionnait mieux en présence de certains types de sels en mesurant exactement la quantité d’eau et de sel entrant dans la batterie pendant son fonctionnement.
“Nous avons fait cela pour expliquer ce qui a été observé expérimentalement”, a-t-il déclaré. « Maintenant, nous aimerions étendre nos simulations aux futurs systèmes. Nous devions faire confirmer notre théorie sur les forces à l’origine de ce type d’injection d’eau et de solvant.
Selon le chercheur, cette nouvelle technologie de stockage d’énergie pourrait être une avancée vers les batteries sans lithium.
“Nous avons une meilleure image au niveau moléculaire de ce qui fait que certaines électrodes de batterie fonctionnent mieux que d’autres, et cela nous donne des preuves solides de la direction à prendre dans la conception des matériaux”, a déclaré Tabor.
Source : mining.com
