Des chercheurs japonais viennent d'inventer une batterie à air rechargeable. A la différence des précédentes déjà développées, cette batterie n'utilise aucun liquide. Cette invention pourrait permettre d'envisager d'améliorer l'impact environnemental de nos équipements électriques.
Image d'illustration Pixabay
Les batteries sont au cœur de l'actualité concernant la transition énergétique. La demande en produits électriques ne cesse de s'accroître, la communauté scientifique se doit donc de trouver des solutions visant à améliorer la conception des batteries pour en augmenter leur efficacité, et pour réduire leur impact sur l'environnement. L'une des solutions envisagées concerne les batteries à air. Ces batteries exploitent l'oxygène de notre environnement pour générer de l'électricité. L'oxygène ainsi capté, intervient dans une réaction chimique au niveau de la cathode, cette réaction libérant de l'énergie qui peut être exploitée pour alimenter un appareil électrique.
Dans les batteries à air, en général, l'anode est constituée de métal et l'électrolyte est sous forme liquide (comme dans les batteries traditionnelles). Cette composition présente toutefois des inconvénients, étant susceptible de provoquer une formation de dendrites, qui dégradent l'efficacité des cellules, sont à l'origine du risque d'inflammabilité et sont particulièrement dangereuses pour l'environnement.
Des chercheurs de l'Université Waseda et de Yamanashi au Japon, ont eu l'idée de remplacer l'électrolyte habituel par des molécules organiques redox actives (notamment des composés à base d'amine et de quinone). Par ailleurs, ils ont cherché une solution permettant de se débarrasser du liquide composant l'électrolyte, car ce dernier provoque une forte résistance électrique qui rend la batterie potentiellement inflammable. Ils ont ainsi travaillé sur la conception d'une batterie à semi-conducteurs.
En tant qu'électrolyte, le Nafion (polymère conducteur de protons) a été privilégié par les chercheurs en lieu et place des électrolytes liquides habituels. Pour la cathode, les chercheurs ont utilisé un polymère nommé poly(2,5-dihydroxy-1,4-benzoquinone-3,6-méthylène) (PDBM). L'anode est quant à elle constituée d'un composé chimique appelé 2,5-dihydroxy-1,4-benzoquinone (DHBQ). En améliorant les performances de l'électrode, l'équipe a réussi à faire passer la capacité de décharge de 44% à 78%.
Misant sur la durabilité et la performance, grâce à cette approche innovante, les chercheurs ouvrent l'espoir que les batteries de nos appareils électroniques de demain pourraient présenter une meilleure durée de vie, et que leur fabrication et utilisation aillent dans la direction d'une société sans carbone.