Les batteries lithium-soufre (LSB) ont été positionnées comme une alternative possible aux batteries lithium-ion traditionnelles en raison de leur densité énergétique théorique élevée et de leur faible coût. Elles sont toutefois confrontées à certains problèmes, tels que la formation de polysulfures de lithium et la croissance de dendrites en cours de fonctionnement.
Une équipe internationale à la rescousse
Une équipe conjointe de chercheurs japonais et chinois a trouvé une solution innovante : un séparateur de batterie composé de nanoclusters d’or dopés au platine, d’une précision atomique, intégrés dans une feuille de graphène. Grâce à cette combinaison, les batteries obtenues ont une densité énergétique plus élevée, de meilleures performances et une plus grande stabilité dans leurs cycles de charge et de décharge.
Nanoclusters métalliques : l’avenir de la recherche sur les matériaux
Les nanoclusters métalliques, qui sont des agrégats d’atomes métalliques d’une taille comprise entre 1 et 3 nanomètres, suscitent un intérêt croissant dans le domaine de la recherche sur les matériaux. Ces structures se distinguent par leur grande capacité de conception et leurs structures géométriques et électroniques uniques. L’équipe, dirigée par le professeur Yuichi Negishi de l’Université des sciences de Tokyo, a réussi à utiliser les propriétés de ces nanoclusters dans les LSB, agissant comme des électrocatalyseurs très efficaces.
Améliorations significatives des performances de la batterie
L’incorporation de ces nanoclusters dans des feuilles de graphène a permis d’accélérer les réactions électrochimiques dans les LSB, d’inhiber la formation de dendrites de lithium et d’améliorer l’utilisation du soufre, ce qui confère à la batterie une capacité et une stabilité excellentes. En termes techniques, la batterie LSB dont le séparateur est basé sur ces nanoclusters présente une capacité spécifique réversible impressionnante et une capacité conservée remarquable, même après 1 000 cycles.
Vers un avenir plus vert et plus durable
Cette étude représente non seulement une percée dans l’utilisation des nanoclusters métalliques dans les batteries, mais elle laisse également entrevoir une amélioration de la densité énergétique, de la durée de vie, de la sécurité et de la durabilité des LSB. Comme le souligne le professeur Negishi, ces batteries pourraient avoir des applications dans les véhicules électriques, les appareils électroniques portables et le stockage d’énergie renouvelable, entre autres. En outre, cette étude devrait jeter les bases du développement de LSB robustes dotés de fonctionnalités encore plus innovantes.
Via www.tus.ac.jp
