Aux antipodes, quelque chose d'électrisant se prépare, et non, ce n'est pas un autre film de Crocodile Dundee. Des chercheurs australiens se vantent d’une avancée majeure dans le monde des batteries, qui pourrait changer la donne aussi bien pour les véhicules électriques que pour les smartphones. Le nom du game changer ? La batterie lithium-soufre (Li-S).
Développée à l'Université Monash de Melbourne, la nouvelle conception de batterie Li-S offre un éventail impressionnant d'avantages par rapport aux batteries lithium-ion traditionnelles que nous connaissons tous (et que nous remplaçons parfois, à contrecœur). Contenant cinq fois plus d'énergie tout en sonnant à moitié prix, la nouvelle technologie de batterie ressemble au Saint Graal que le monde recherchait.
L’essentiel de cette avancée consiste à réduire la quantité de lithium utilisée et à prolonger considérablement la durée de vie de la batterie. Mais ce n’est pas seulement la longévité accrue qui retient l’attention. Ces sorciers de Monash ont introduit une « anode en feuille de lithium nanoporeuse recouverte de polymère », qui, en termes plus simples, est un nouveau design élégant, plus économique et plus gourmand en énergie.
Historiquement, les batteries Li-S contenaient, disons, une « chimie indésirable ». Lorsque l’anode de lithium et les cathodes de soufre ont décidé de se mélanger, elles ont engendré des dendrites – des structures arborescentes – qui dégraderaient la batterie et l’électrolyte. En conséquence, ces batteries s’arrêtaient parfois après seulement 50 cycles. Et lors d'une sortie plutôt dramatique, parfois ils court-circuitaient et enflammaient l'électrolyte inflammable. Cela ressemble à un feuilleton dramatique dans Battery Land, non ? Eh bien, les batteries lithium-ion ne sont pas non plus innocentes et prennent parfois feu.
Cependant, les chercheurs de Monash, dirigés par le doctorant toujours enthousiaste Declan McNamara, ont trouvé un remède à ces problèmes mélodramatiques. Leur revêtement polymère, plus fin qu’une feuille de papier et plein de minuscules trous (moins d’un nanomètre de large), agit comme une sorte de gardien. Il permet aux ions lithium de se déplacer librement tout en obstruant d’autres produits chimiques intrusifs. Selon McNamara, ce revêtement agit non seulement comme un geôlier mais également comme un système de support, aidant le lithium dans ses escapades de charge et de décharge.
"Si vous imaginez le lithium métallique comme un adolescent avec une énergie illimitée, une batterie défectueuse gaspille cette énergie", explique McNamara, "Cependant, si elle est correctement exploitée, cette énergie peut conduire à des dispositifs de stockage exceptionnels et simples à créer. Ce nouveau revêtement nous rapproche de la fabrication de batteries Li-S efficaces."
Soutenant McNamara, le professeur Mainak Majumder souligne que l'étude établit un nouveau modèle pour protéger le Li-métal d'une dégradation rapide, auparavant le talon d'Achille proverbial des batteries Li-S. Selon le professeur Matthew Hill, un autre membre du groupe de réflexion, ces batteries pourraient être la prochaine grande nouveauté pour un marché avide de solutions énergétiques avancées, d'autant plus que la demande de véhicules électriques, d'avions et d'électronique augmente.
Or, alors que la batterie Li-S occupe actuellement le devant de la scène, il est essentiel de rappeler que l’univers des batteries est vaste. D'autres concurrents en herbe, comme le zinc-ion, le sodium-ion et le fer-air, se disputent également une part du gâteau, désireux de contester le règne de longue date du lithium-ion.
