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dimanche 23 avril 2017

Déchets de verre dans batteries



Dans les années 90 j’ai une fois assisté à une présentation pour téléphones portables de la future. Tout en montrant un diagramme sur l’histoire de la taille des composants électroniques, le représentant de Nokia a constaté que dans une proche future ils seront encore plus minuscules. Par conséquences les batteries occuperaient 90% du volume des futures portables.

Cette vision n’est pas devenue la réalité et cela à cause d’une rupture technologique dans la conception des batteries. Les batteries lithium-ions sont entrées sur la scène et tout d’un coup la densité énergétique a plus que doublé.

Plus que ne jamais la recherche est maintenant focalisé sur le développement de nouveau types de batteries. Théocratiquement la potentielle amélioration serait un facteur 10 mais déjà un facteur 5 chargerait radicalement la conception de tous bidules qui dépend de batteries, de téléphones portables à voitures électriques.

Des progrès sont régulièrement rapportés. Cependant, il faut rester critique car la densité d’énergie n’est pas le seul critère d’une bonne batterie, il faut aussi qu’elle soit capable à supporter amplement de cycles de recharges, des hauts courants et des basses températures.

Beaucoup d’effort de remplacé les anodes de batterie lithium-ion en graphite avec du silicium car le dernier peut absorber 10 fois plus de lithium. Le problème dans cas est que le volume change considérablement qui après peu de cycles provoque des fissures de fatigue.

Des chercheurs de l'Université de Californie, réclame maintenant qu’ils ont trouvé une solution à ce problème et cela en utilisant les déchets de bouteilles de verre.

Pour créer les anodes, l'équipe a utilisé un processus en trois étapes impliquant broyage à une fine poudre blanche, une réduction magnésiothermique pour transformer le dioxyde de silicium en silicium nanostructuré et le revêtement des nanoparticules avec du carbone pour améliorer leur stabilité et les propriétés de stockage d'énergie.

Comme prévu, la performance des piles de bouton réalisées avec ce processus ont considérablement surpassé les batteries traditionnelles dans des tests en laboratoire. La densité d’énergie était environ 1 420 h/kg, une amélioration d’un facteur 4, après 400 cycles de recharge de 2 heures.

C’est une performance encourageant mais pour vraiment concurrencer les batteries lithium-ion existant, il faut arriver à 3 000 cycles et temps de recharge plus courts.

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