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Les obstacles au développement des batteries Lithium-air identifiés

Par Daniel Cardon

Dans la batterie lithium-air, la densité d’énergie est, au moins en théorie, dix fois plus élevé par rapport aux batteries lithium-ion classiques. Par ailleurs, dans cette technologie, les particules de carbone poreux remplacent les électrodes lourdes et permettent ainsi la conception de batteries légères. Bien que cela ressemble à une combinaison parfaite, les batteries prototypes lithium-air d’aujourd’hui présentent un inconvénient majeur : elles ont tendance à perdre considérablement leurs performances après seulement quelques cycles de charge, et les électrodes se désintègrent. Les scientifiques de l’Université technique de Munich (TUM) et le Centre de recherche de Jülich ont maintenant trouvé la raison de ce comportement. Au cours du processus de charge, de l’oxygène très réactif est généré. Cet oxygène corrode les matériaux environnants en une fraction de seconde comme l’ explique Johannes Wandt, doctorant de TUM.

Pour Johannes Wandt, il y a deux raisons pour lesquelles la communauté scientifique n’a pas trouvé plus tôt la raison du cycle court des batteries au lithium air: L’un est que le dispositif expérimental est assez complexe. Et l’autre concerne une erreur de calcul dans la littérature scientifique qui a empêché de chercher au bon endroit.

Pour examiner le processus de charge avec précision, les chercheurs de la TUM ont construit une batterie spécifique au lithium-air. Les collecteurs de courant sont très minces et en forme d’hélice; une enveloppe en verre permet d’observer le processus visuellement. En outre, l’enveloppe de verre fait en sorte que le rayonnement RF et les champs magnétiques ne sont pas protégés hors tension, mais peuvent être mesurés. Un instrument de mesure spécifique  » Electron Resonance Pragmatique Spectroscopy « (EPR) a permis de montrer la génération d’oxygène lorsque la batterie a été chargée.

Si le problème est maintenant identifié, y-a-t-il une solution en vue? Pas encore. Dans l’étape suivante, les chercheurs envisagent de trouver des moyens pour prévenir la production d’oxygène. Ce travail se situe toujours dans le domaine de la recherche fondamentale, mais « il pourrait créer la condition sine qua non pour la conception originale de batteries lithium-air », espère Johannes Wandt.


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