« La course pour stocker plus d'énergie dans moins d'espace vient de prendre un tournant prometteur. » Cette citation résume l'enthousiasme suscité par une nouvelle découverte de l'Institut de technologie de l'Illinois et du Laboratoire national d'Argonne aux États-Unis.
Des chercheurs ont développé une batterie lithium-air rechargeable qui pourrait surpasser les batteries lithium-ion actuelles d'un facteur quatre. Le secret réside dans une réaction chimique à quatre électrons, un exploit auparavant insaisissable pour les scientifiques. Cette conception de batterie innovante utilise un électrolyte solide composé de nanoparticules avec du lithium au sein d'une matrice céramique et polymère.
L'importance de cette percée est immense. La nouvelle conception de batterie pourrait atteindre une densité énergétique de 1 200 Wh par kilogramme, soit environ quatre fois supérieure à celle des batteries existantes. Cette avancée rapproche la densité énergétique de celle des combustibles fossiles comme l'essence, mais sans les inconvénients associés.
De plus, le passage à un électrolyte solide améliore la sécurité en éliminant les liquides inflammables, réduisant ainsi considérablement le risque d'incendies ou de fuites. Cette batterie promet non seulement une puissance accrue, mais aussi une durabilité, avec une durée de vie d'au moins 1 000 cycles de charge. La clé de cette avancée est la combinaison de l'électrolyte solide avec un catalyseur unique, le phosphure de trimolybdène, qui facilite la formation et la décomposition de l'oxyde de lithium pendant le fonctionnement.
En utilisant des techniques avancées comme la cryo-microscopie électronique, les scientifiques ont observé cette transformation en action, confirmant que le processus se déroule de manière stable et contrôlable. Cette recherche, publiée dans la revue Science et financée par le Département de l'énergie des États-Unis et d'autres institutions scientifiques, jette les bases d'une nouvelle génération de batteries plus propres, plus sûres et plus puissantes. Cette découverte ouvre la voie à une refonte complète de la chimie du stockage de l'énergie, avec une batterie qui respire l'air et transforme notre façon de consommer de l'énergie.