Une batterie métal liquide basse température

Drôle, j'avais lu ça il y a quelque temps et maintenant, même le repaire en parle 




Raphaëlle J 13 juillet 2020

Un nouveau type de batterie pourrait révolutionner celles déjà existantes



Après avoir inventé des vêtements thérapeutiques en tissu robotique, les chercheurs américains se sont lancés dans un autre projet.
En effet, des chercheurs de la Cockrell School of Engineering de l’Université du Texas à Austin ont mis au point un nouveau type de batterie. L’invention a ainsi permis de concentrer les avantages existants, tout en passant outre leurs défauts. 

Une batterie concentrant le meilleur des deux mondes

À l’inverse des autres batteries, les chercheurs ont voulu faire de cette batterie une: “une “batterie entièrement en métal liquide à température ambiante“, regroupant ainsi le concept de batterie à l’état liquide et solide. Aussi a-t-il fallu faire face aux défauts respectifs de ces deux options.

D’une part, les batteries à semi-conducteurs qui stockent beaucoup d’énergie mais dont l’efficacité se dégrade avec le temps. Et d’autre part, les batteries à l’état liquide qui fournissent efficacement de l’énergie sur le long terme mais nécessitent en contrepartie des ressources importantes pour chauffer constamment les électrodes et les maintenir en fusion.



C’est sur ce point que l’équipe de chercheurs s’est concentrée. Ils ont réussi à maintenir liquéfiées les électrodes métalliques à une température de 20°c (68°f). Du jamais vu, puisqu’actuellement les températures pour une batterie au métal liquide doivent être de 240°c.

Grâce à ce procédé, la batterie possède alors “plus d’énergie, une stabilité et une flexibilité accrues – sans les inconvénients respectifs, tout en économisant de l’énergie”, a déclaré Yu Ding, chercheur postdoctoral dans le département Walker de génie mécanique.

Une composition unique

On retrouve donc dans cette batterie un alliage sodium-potassium comme anode et un alliage à base de gallium comme cathode. Ainsi, la batterie serait capable de faire preuve de beaucoup plus de puissance que ses concurrents actuels. Les chercheurs ont en effet mis en avant sa composition et son fonctionnement à la température ambiante pour y parvenir. Charger et fournir de l’énergie plus rapidement plusieurs fois sera donc désormais possible.



Sa flexibilité en terme de taille lui permettra d’alimenter des smartphones tout comme des infrastructures liées aux énergies renouvelables. En effet, plus une batterie est grosse, plus elle peut fournir de la puissance.

Conçue en l’espace de trois ans, cette invention n’est pas encore formellement terminée. Si de nombreux composants sont plus abondants donc moins coûteux à produire, d’autres moins. Ainsi, le gallium qui sert de cathode reste coûteux. Trouver des matériaux alternatifs serait intéressant mais susceptible de coûter cher. Cette nouvelle batterie pourrait subir de potentielles améliorations dans le futur, mais sa conception force déjà l’admiration auprès de tous les scientifiques

Et donc, aussi: 


par Alexis Ferrant | 27.07.2020

Une batterie métal liquide basse température

Un fonctionnement dès 20°C contre 240°C pour les batteries actuelles

Le meilleur des modèles à électrodes solides et liquides, sans les inconvénients



Plus que jamais, l'évolution des batteries est au coeur de la recherche, entre la multiplication des appareils portatifs et le développement des véhicules électriques. Les enjeux sont nombreux pour faire progresser à la fois les performances, la sécurité ainsi que les prix de production. Les solutions envisagées le sont tout autant.

Parmi les alternatives au lithium-ion qui domine actuellement le marché mais dont l'utilisation se traduit par une dégradation rapide des performances (en cause les électrodes solides qui se dégradent), la batterie à métal liquide est une de celles qui suscite le plus de promesses. Elle n'est toutefois pas dénuée de freins, notamment parce que les batteries à électrodes liquides actuelles demandent une température allant de 250°C à 700°C pour fonctionner.

Des chercheurs de la Cockrell School of Engineering de l'Université du Texas, à Austin, ont cependant trouvé un compromis entre électrode solide et liquide qui combine les points forts des deux tout en éliminant leurs défauts.

L'électrode métallique de la batterie "all-liquid-metal" est ainsi capable de demeurer à l'état liquide à seulement 20°C et pourrait donc fonctionner à température ambiante sans avoir besoin d'être chauffée. Selon les chercheurs, cette température de fusion pourrait être encore abaissée en changeant les alliages sodium-potassium de l'anode et à base de gallium de la cathode (Ga).

La batterie promet plus de puissance que le lithium-ion, que ce soit en rapidité de charge ou en fourniture de l'énergie. La nature liquide des composants permettrait également d'adapter sa taille plus facilement en fonction des besoins en puissance.

Après trois ans de recherches, il reste encore du pain sur la planche puisque si la majorité des composants sont disponibles en plus grande abondance que ceux des batteries actuelles, le gallium reste une ressource rare et onéreuse. Il faudra donc trouver une alternative permettant d'en réduire le coût pour permettre la production à grande échelle.

La prochaine étape de développement est maintenant d'améliorer l'électrolyte afin de permettre des performances plus élevées. Si cette version est en effet plus puissante que le lithium-ion, elle est encore très loin des capacités des batteries liquide-métal existantes.

Merci Christian pour ces nouvelles technologies. 

Je ne suis qu'un profane mais il y a deux choses qui me sont venues spontanément à l'esprit, c'est la chaleur et les composants. Il y a les réponses dans le sujet, bravo pour la température mais c'est dingue qu'on en arrive toujours à des matériaux rares... quoique, après une petite recherche internet, ce sont plus les pays du Nord de l'hémisphère qui sont "receleurs" de ce minerai et il n'est pas si rare que cela mais doit être raffiné et c'est là que ça consomme... 
La Chine est bien entendu le plus gros fournisseur avec la Russie, le Kazakhstan, l'Ukraine, la Hongrie, la Grande Bretagne, la Slovaquie, le Japon, la Norvège, l'Allemagne et les USA. 

J'ai vu que le Gallium est déjà beaucoup utilisé pour les téléphones et dans l'électronique. Si cette technologie émerge, va y avoir des gros trous partout, on va rouvrir les mines ! 

Usages :
Le gallium a une vaste gamme d’applications, en électronique haute-fréquence. L’industrie des semi-conducteurs utilise de plus en plus l'arséniure de gallium GaAs, à grande mobilité d'électrons, dans les microprocesseurs, les circuits intégrés, les puces WiFi, les microondes, les cellules photovoltaïques, les dopants lasers, les transistors hyper-fréquence, etc. Ce secteur industriel représente 90% de la consommation mondiale de gallium. Le nitrure de gallium GaN est très performant en optoélectronique, pour la fabrication de diodes électroluminescentes (LED) à lumière blanche pour ampoules à basse consommation (qui restent chères et réservées aux éclairages publics, aux ampoules pour automobile..), dans les écrans plats, les diodes laser (CD, DVD), les photo-détecteurs. Le phosphure de gallium (GaP) est également utilisé pour la fabrication de composants optoélectroniques et de circuits intégrés.
(article de 2011 - mineralinfo.fr)

Oui, c'est dommage que la plupart des matériaux du futur se trouvent ailleurs que sur notre territoire 

M'enfin, il ne reste plus qu'à inventer une technologie qui fonctionne à la connerie, et là, bingo !  

g2loq a écrit:

Oui, c'est dommage que la plupart des matériaux du futur se trouvent ailleurs que sur notre territoire 

M'enfin, il ne reste plus qu'à inventer une technologie qui fonctionne à la connerie, et là, bingo !  

On va quand même éviter cette dernière technologie (la connerie) On est tellement bien pourvus que ça serait un scandale sans nom qu'on nous la fasse payer