Batterie avec nanoparticules pour le stockage photovoltaïque à la maison
Nanoparticules de cuivre
Un nouveau type de batterie très longue durée est en train d’être mis au point par des chercheurs de l’université de Stanford aux Etats-Unis.
En recouvrant la cathode (pôle positif) de la batterie avec des nanoparticules d’hexacyanoferrate de cuivre cristallisé, les chercheurs ont réussi à augmenter significativement la longévité de la batterie qui supporte alors 100 fois plus de cycles de charge / décharge qu’une batterie standard.
L’enjeux est important, car une telle batterie peut se charger et décharger quotidiennement durant 20 à 30 ans. C’est idéal pour le stockage de l’énergie solaire à la maison. Les panneaux photovoltaïques pourront alors alimenter directement les appareils électriques du domicile, l’électricité étant stockée durant la journée dans cette batterie longue durée.
Les cristaux des nanoparticules recouvrant la cathode ont une structure ouverte qui permet aux ions de se rendre facilement dans la cathode sans endommager l’électrode. Avec ce système, les ions peuvent se déplacer librement et rapidement, permettant un cycle de charge et de décharge extrêmement rapide.
Ainsi, la batterie créée est puissante et possède une longue durée de vie (40 000 cycles de rechargement). La longévité d’une batterie dépend en effet de la vitesse à laquelle l’électrode s’abîme lors du passage des ions dans la cathode.
Pour maximiser les avantages de la structure ouverte, les chercheurs ont cherché à utiliser des ions de taille idéale. Trop grands, les ions auraient tendance à se coincer et pourrait endommager la structure du cristal lors des cycles de charge et de décharge. Trop petits, les ions pourraient s’agglutiner aux mauvais endroits et rentre la traversée de l’électrode plus chaotique. Le meilleur type d’ion s’est avéré être le potassium hydraté, loin devant le sodium et le lithium.
La batterie ainsi créée offre une grande puissance et une grande longévité. Cependant sa densité énergétique est bien moindre que celle des batteries Lithium-ion.
Alors, certes ces nouvelles batteries aux nanoparticules de cuivre et au potassium ne se retrouveront pas dans nos appareils électroniques nomades et dans nos voitures, mais elles forment un candidat idéal pour stocker l’énergie issus des panneaux photovoltaïques à domicile.
Surtout, le potassium est beaucoup moins cher que le lithium, ce qui permettra d’avoir une batterie bon marché avec une très longue durée de vie.
Reste aux chercheurs à trouver le meilleur matériau pour constituer l’anode afin d’obtenir une batterie vraiment efficace sur une très longue durée. Plusieurs matériaux candidat sont déjà prometteurs…
Source : http://news.stanford.edu