Des chercheurs trouvent un moyen de fabriquer des batteries zinc-air facilement rechargeables

Les chercheurs de l’Université de Sydney ont trouvé une solution à l’un des plus grands problèmes qui, jusqu’à présent, empêchait les batteries zinc-air de supplanter les batteries lithium-ion conventionnelles et rendait impossible leur adoption comme source d’énergie électrique dans les appareils électroniques.

Les batteries au zinc-air fonctionnent grâce à un métal, le zinc, et à l’oxygène, le même qu’on retrouve dans l’air. En raison de l’abondance de ce métal dans la nature et du fait qu’il ne soit pas très difficile à extraire, les batteries de type zinc-air sont beaucoup moins chères à produire que les batteries de type lithium-ion. De plus, elles peuvent, en théorie du moins, stocker jusqu’à cinq fois plus d’énergie que des batteries au lithium-ion. Elles sont également beaucoup plus sûres et respectueuses de l’environnement.


À l’heure actuelle, les batteries de type zinc-air sont surtout employées comme source d’énergie électrique pour la conception des prothèses auditives, de certaines caméras et des dispositifs de signalisation ferroviaire. Cependant, ce type de batterie présentait, jusqu’à présent, un inconvénient majeur qui entravait leur adoption à une échelle plus large : les batteries zinc-air sont très difficiles à recharger. L’origine de ce problème était déjà connue : c’est le manque d’électrocatalyseurs qui en était la cause. Ces électrocatalyseurs auraient permis de réduire puis de régénérer l’oxygène lors des phases successives de décharge et de charge de ce type batterie.

Mais voilà, les choses pourraient rapidement évoluer depuis qu’un article récent publié dans le média Advanced Materials a permis d’apprendre que des chercheurs en génie chimique de l’Université de Sydney et l’Université technologique de Nanyang ont trouvé une nouvelle méthode en trois étapes qui permet de surmonter ce problème. Selon Yuan Chen, le professeur de la faculté d’ingénierie et de technologies de l’information de l’Université de Sydney qui a participé à ces recherches, la nouvelle méthode peut être utilisée pour créer des électrocatalyseurs bifonctionnels d’oxygène permettant de concevoir des batteries rechargeables de type zinc-air à partir de rien.

« ;Jusqu’à présent, des batteries zinc-air rechargeables ont été fabriquées avec des catalyseurs coûteux en métaux précieux, tels que le platine et l’oxyde d’iridium. En revanche, notre méthode produit une famille de nouveaux catalyseurs à haut rendement et à faible coût ;», a déclaré le professeur Yuan Chen. Ces nouveaux catalyseurs sont produits en contrôlant en même temps la composition, la taille et la cristallinité des oxydes métalliques des éléments tels que le fer, le cobalt et le nickel qu’on retrouve en grande quantité sur la terre. Ils peuvent alors être appliqués pour construire des batteries rechargeables au zinc-air.

Le chercheur Dr Li Wei qui est également membre de la faculté d’ingénierie et de technologies de l’information de l’Université de Sydney, a déclaré que les essais de batteries de zinc et d’air développées avec les nouveaux catalyseurs avaient démontré une « ;excellente aptitude à la recharge ;». Les nouvelles batteries zinc-air obtenues grâce à leur procédé en trois étapes affichent aussi une baisse d’efficacité de moins de 10 % sur 60 cycles de décharge/charge pendant 120 heures.

Source : Université de Sydney

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