Les batteries de nouvelle génération pourraient utiliser des matériaux dérivés des arbres

Une équipe de scientifiques a trouvé un moyen d'utiliser un matériau inhabituel dans les batteries de nouvelle génération : le bois. L'équipe de l'Université Brown a développé un matériau dérivé de l'arbre à utiliser dans les batteries à semi-conducteurs, qui sont plus sûres et moins dommageables pour l'environnement que les batteries actuelles.

Les batteries lithium-ion de génération actuelle, comme celles utilisées dans les téléphones, les ordinateurs et les véhicules électroniques, utilisent des liquides volatils comme électrolytes. Ces électrolytes conduisent les ions lithium entre les électrodes positive et négative d'une batterie. Les électrolytes liquides font bien ce travail, mais ils sont toxiques et peuvent être dangereux. Si la batterie subit un court-circuit, par exemple, le liquide peut brûler et la batterie peut s'enflammer. Ce n'est généralement pas un problème dans l'utilisation quotidienne, mais cela a conduit au rappel de certaines batteries qui ont été mal fabriquées.

Pour rendre les batteries plus sûres, les chercheurs développent des batteries à semi-conducteurs, dans lesquelles un matériau solide est utilisé à la place comme électrolyte. Un matériau solide et ininflammable serait plus sûr à utiliser et potentiellement moins dommageable pour l'environnement à produire. La plupart des recherches actuelles sur les électrolytes solides ont porté sur les céramiques , qui conduisent très bien les ions mais qui sont fragiles et peuvent facilement se fissurer ou se casser.

L'équipe Brown a développé un matériau à utiliser comme électrolyte solide composé d'une combinaison de tubes de cuivre et de polymère dérivés du bois et appelés nanofibrilles de cellulose. Le matériau polymère que les chercheurs ont développé est extrêmement fin et flexible, comme une feuille de papier, ce qui le rend plus facile à utiliser dans la fabrication. Pourtant, sa conductivité ionique est aussi bonne que celle des matériaux plus épais et plus fragiles comme la céramique.

"Les ions lithium se déplacent dans cet électrolyte solide organique via des mécanismes que nous trouvons généralement dans les céramiques inorganiques, permettant une conductivité ionique record", a déclaré le co-auteur Yue Qi, professeur à la Brown's School of Engineering, dans un communiqué . « L'utilisation de matériaux fournis par la nature réduira l'impact global de la fabrication de batteries sur notre environnement. »

Les chercheurs disent qu'ils espèrent que ce développement contribuera à rendre les batteries à semi-conducteurs couramment disponibles pour améliorer la sécurité dans l'électronique grand public.

La recherche est publiée dans la revue Nature .