Avancement de la technologie des batteries par des chercheurs coréens : une option plus sûre et plus abordable que les batteries lithium-ion

par Mateo González
5 commentaires
Aqueous Rechargeable Batteries

Dans le cadre d'un développement important, une équipe de scientifiques a formulé un type nouveau et économique de batterie rechargeable aqueuse. Cette innovation vise à surmonter les défis associés aux batteries lithium-ion traditionnelles couramment utilisées dans les systèmes de stockage d'énergie (ESS). Le cœur de cette avancée réside dans un catalyseur composite unique, combinant du dioxyde de manganèse et du palladium. Ce catalyseur neutralise efficacement l'hydrogène gazeux dangereux en le convertissant en eau, améliorant ainsi à la fois la sécurité et l'efficacité de la batterie. Ce développement est très prometteur pour l’application commerciale de ces batteries dans l’ESS et dans divers autres secteurs, présentant une alternative viable, plus sûre et plus rentable aux technologies actuelles.

Cette nouvelle technologie facilite la transformation sécurisée de l’hydrogène gazeux en eau, améliorant ainsi considérablement la sécurité des batteries. Il s’agit d’une étape cruciale vers la commercialisation de ces batteries rechargeables aqueuses plus économiques et plus sûres.

Alors que la Terre connaît actuellement des conditions météorologiques extrêmes, notamment de fortes vagues de chaleur et de fortes précipitations, l’urgence d’adopter des sources d’énergie renouvelables et d’améliorer les infrastructures associées est devenue primordiale. Il s’agit d’une stratégie vitale pour préserver notre planète dans ces conditions environnementales difficiles. Cependant, la nature imprévisible de la production d’électricité à partir de sources renouvelables, souvent dépendante de conditions météorologiques variables, pose un défi de taille.

Par conséquent, il existe une demande croissante de systèmes de stockage d’énergie (ESS) capables de stocker et de fournir de l’électricité de manière fiable selon les besoins. Cependant, l'utilisation actuelle de batteries lithium-ion (LIB) dans les ESS, bien qu'efficace, entraîne des coûts élevés et des risques d'incendie potentiels, ce qui nécessite le développement d'alternatives plus abordables et plus sûres.

La récente percée dans le domaine des batteries rechargeables aqueuses a été dirigée par le Dr Oh, Si Hyoung et son équipe du Centre de recherche sur le stockage d'énergie de l'Institut coréen des sciences et technologies (KIST). Ils ont réussi à créer une batterie rechargeable aqueuse hautement sûre qui répond efficacement aux problèmes de coût et de sécurité.

Les batteries rechargeables aqueuses, malgré leur densité énergétique inférieure à celle des LIB, offrent des avantages économiques significatifs en raison du coût inférieur des matières premières. Cependant, la génération d'hydrogène gazeux à partir de la décomposition de l'eau est un problème persistant, provoquant une augmentation progressive de la pression interne et un éventuel épuisement des électrolytes, posant ainsi un risque important pour la sécurité et entravant la commercialisation.

Pour relever ce défi de sécurité, les tentatives précédentes impliquaient l'utilisation d'une couche de protection de surface pour réduire l'interaction entre l'anode métallique et l'électrolyte. Cependant, la corrosion de l'anode métallique et la décomposition de l'eau dans l'électrolyte qui en résulte entraînent généralement une accumulation continue d'hydrogène gazeux, ce qui pourrait conduire à des explosions potentielles en cas d'utilisation à long terme.

Pour contrer ce problème critique, l’équipe de recherche a introduit un catalyseur composite composé de dioxyde de manganèse et de palladium. Ce catalyseur convertit efficacement l'hydrogène gazeux produit dans la cellule de la batterie en eau, garantissant ainsi les performances et la sécurité de la cellule. Dans des conditions normales, le dioxyde de manganèse ne réagit pas avec l’hydrogène gazeux. Cependant, l’ajout d’une petite quantité de palladium modifie cela, permettant aux catalyseurs d’absorber l’hydrogène et de le reconvertir en eau. Lors des tests avec une cellule prototype équipée des nouveaux catalyseurs, la pression interne est restée dans des limites sûres et aucune diminution de l'électrolyte n'a été observée.

Les résultats de cette recherche répondent efficacement à un problème de sécurité majeur dans les batteries aqueuses et représentent une étape importante vers leur future application commerciale dans les ESS. Le remplacement des LIB par ces batteries aqueuses plus abordables et plus sûres pourrait même conduire à une explosion du marché mondial des ESS.

Le Dr Oh, Si Hyoung du KIST a commenté : « Cette technologie représente une approche de sécurité sur mesure pour les batteries rechargeables aqueuses, intégrant un mécanisme de sécurité active qui régule automatiquement les facteurs de risque. » Il a en outre ajouté que cette approche pourrait être appliquée dans divers contextes industriels où les fuites d'hydrogène gazeux constituent une préoccupation majeure en matière de sécurité, comme les stations-service à hydrogène et les centrales nucléaires, améliorant ainsi la sécurité publique.

Cette étude, intitulée « Batteries rechargeables aqueuses hautement sûres via la régénération d'électrolyte à l'aide du cycle catalytique Pd-MnO2 » par Hyun-gi Jo et ses collègues, a été publiée le 14 juillet 2023 dans Energy Storage Materials et a reçu un financement du ministère des Sciences et des TIC.

DOI : 10.1016/j.ensm.2023.102881

Foire aux questions (FAQ) sur les piles rechargeables aqueuses

Quelle est l’innovation clé de la nouvelle technologie de batterie développée par des scientifiques coréens ?

L'innovation clé réside dans un catalyseur composite composé de dioxyde de manganèse et de palladium, qui convertit l'hydrogène gazeux dangereux en eau. Cela améliore la sécurité et les performances des batteries rechargeables aqueuses nouvellement développées, offrant ainsi une alternative rentable et plus sûre aux batteries lithium-ion existantes.

Comment cette nouvelle technologie de batterie améliore-t-elle la sécurité ?

Le catalyseur composite de la nouvelle technologie de batterie transforme efficacement l’hydrogène gazeux généré pendant le fonctionnement en eau. Ce processus réduit considérablement le risque d'accumulation de pression interne et d'explosions potentielles, rendant les batteries beaucoup plus sûres pour une utilisation dans les systèmes de stockage d'énergie et d'autres applications.

Quelles sont les applications potentielles de ces nouvelles batteries rechargeables aqueuses ?

Ces batteries peuvent être largement utilisées dans les systèmes de stockage d’énergie (ESS), en particulier là où la sécurité et la rentabilité sont cruciales. De plus, en raison de leur profil plus sûr, ils peuvent être appliqués dans diverses installations industrielles où les fuites d’hydrogène gazeux sont un problème, telles que les stations-service à hydrogène et les centrales nucléaires.

Quels défis ces nouvelles batteries répondent-elles dans le contexte des énergies renouvelables ?

Les nouvelles batteries rechargeables aqueuses relèvent le défi consistant à fournir une solution de stockage d'énergie fiable et sûre pour les sources d'énergie renouvelables, qui souffrent souvent d'une production d'électricité imprévisible en raison de conditions météorologiques variables. Ils offrent une option stable et plus sûre pour stocker et fournir de l’électricité selon les besoins.

Qui a dirigé la recherche sur cette nouvelle technologie de batterie, et où a-t-elle été menée ?

La recherche a été dirigée par le Dr Oh, Si Hyoung du Centre de recherche sur le stockage d'énergie de l'Institut coréen des sciences et technologies (KIST). L'équipe s'est concentrée sur le développement d'une alternative sûre et économique aux batteries lithium-ion traditionnelles.

Qu’est-ce qui rend les batteries rechargeables aqueuses économiquement avantageuses par rapport aux batteries lithium-ion ?

Les batteries rechargeables aqueuses sont économiquement avantageuses en raison du coût nettement inférieur des matières premières nécessaires à leur production par rapport aux batteries lithium-ion. Cela en fait une option plus rentable pour les solutions de stockage d’énergie à grande échelle.

Quelle publication présentait les recherches sur cette nouvelle technologie de batterie ?

La recherche a été présentée dans l’article intitulé « Batteries aqueuses rechargeables hautement sûres via la régénération d’électrolyte à l’aide du cycle catalytique Pd-MnO2 », publié le 14 juillet 2023 dans la revue Energy Storage Materials.

En savoir plus sur les piles rechargeables aqueuses

  • Journal des matériaux de stockage d'énergie
  • Institut coréen des sciences et technologies (KIST)
  • Solutions de stockage d'énergie renouvelable
  • Profil de recherche du Dr Oh, Si Hyoung
  • Avancées dans la technologie des batteries
  • Mécanismes de sécurité dans la technologie des batteries
  • Avantages économiques des batteries rechargeables aqueuses
  • Informations sur le financement du ministère des Sciences et des TIC

Tu pourrais aussi aimer

5 commentaires

SarahConnor1991 décembre 28, 2023 - 9:20 pm

bonne lecture, la partie sur la conversion de l'hydrogène gazeux en eau ? génie, mais quelle est la rentabilité réelle à long terme ?

Répondre
Avenue Électrique décembre 28, 2023 - 11:43 pm

Je dois admettre que je suis impressionné par les scientifiques coréens ici, ils repoussent toujours les limites de la technologie, mais l'article pourrait utiliser un peu plus de détails sur la science réelle qui se cache derrière cela, vous savez ?

Répondre
ÉcoGuerrier décembre 29, 2023 - 12:22 pm

c'est exactement ce dont nous avons besoin pour un avenir durable, mais l'article passe un peu sous silence l'impact environnemental, ou est-ce que j'ai raté quelque chose ?

Répondre
Jenny Mills décembre 29, 2023 - 2:56 pm

article vraiment intéressant, j'aime la façon dont il parle de l'aspect sécurité de ces nouvelles batteries, la sécurité est tellement essentielle de nos jours avec toute la technologie que nous utilisons !

Répondre
Mark_theTechGuy décembre 29, 2023 - 6:36 pm

c'est plutôt cool de voir comment la science évolue constamment, mais je me demande combien de temps avant de voir ces batteries dans nos téléphones et autres ?

Répondre

Laissez un commentaire

* En utilisant ce formulaire, vous acceptez le stockage et le traitement de vos données par ce site Web.

SciTechPost est une ressource Web dédiée à fournir des informations à jour sur le monde en évolution rapide de la science et de la technologie. Notre mission est de rendre la science et la technologie accessibles à tous via notre plateforme, en réunissant des experts, des innovateurs et des universitaires pour partager leurs connaissances et leur expérience.

S'abonner

Abonnez-vous à ma newsletter pour de nouveaux articles de blog, des conseils et de nouvelles photos. Restons informés !

© 2023 SciTechPost

fr_FRFrançais