Des chercheurs de l'Université de Duke ont réalisé des avancées significatives dans la compréhension de la physique des matériaux superioniques, ouvrant la voie à des batteries à état solide plus efficaces. Leur étude éclaire les mécanismes de mobilité ionique dans Li?PS?Cl, un membre de la famille des argyrodites au lithium.
Dirigée par le professeur Olivier Deler, l'équipe a utilisé une combinaison d'expériences de diffusion de neutrons et de modélisation informatique pour étudier le comportement des ions lithium au sein de la structure cristalline du matériau.
« Notre recherche a révélé que la dynamique des ions dans ce composé présente une mobilité élevée comparable à celle des ions dans les liquides, malgré la structure solide du matériau. Cette découverte offre de nouvelles perspectives sur la nature du mouvement ionique rapide dans les matériaux superioniques », a expliqué le professeur Deler.
Les matériaux superioniques sont uniques car ils combinent les propriétés des solides et des liquides. Leur conductivité ionique élevée en fait des candidats prometteurs pour des batteries à état solide, qui pourraient offrir une plus grande capacité, sécurité et longévité par rapport aux batteries lithium-ion traditionnelles.
Les chercheurs ont également utilisé des techniques d'apprentissage automatique pour analyser les données et modéliser la dynamique atomique. L'utilisation de l'intelligence artificielle a permis une interprétation plus précise des résultats expérimentaux et le développement de modèles précis du comportement des ions dans le matériau.
Les résultats de cette recherche pourraient être appliqués non seulement au développement de batteries, mais aussi à la création de piles à hydrogène et de systèmes de calcul neuromorphiques. Les scientifiques visent à élargir la gamme de matériaux superioniques étudiés et sont ouverts à de nouvelles collaborations avec des partenaires industriels.