Dans le domaine des batteries polymère-air, la stabilité, la cinétique et la conductivité restent encore pour la plupart des défis majeurs. Une nouvelle méthode développée par le Dr Jodie Lutkenhaus pourrait toutefois changer la donne.
Le Dr Jodie Lutkenhaus, professeur d’ingénierie chimique à l’Université Texas A&M, a collaboré avec le Dr Abdoulaye Djire pour développer une méthode permettant d’utiliser un polymère comme anode dans ces batteries. Leurs travaux ont été publiés dans un article récent de la revue Joule.
« La cathode réagit avec l’oxygène de l’air pour compléter le circuit. Nous avons spécifiquement ciblé l’utilisation d’un polymère conjugué avec une structure dorsale rigide pour l’anode », a précisé Le Dr Lutkenhaus. Ces caractéristiques rendent le polymère à la fois conducteur et stable, permettant les réactions réversibles nécessaires pour la recharge et la décharge répétées.
Les avantages et les défis des batteries polymère-air
Malgré les avantages des batteries polymère-air, notamment une sécurité améliorée, un coût réduit, une conductivité ionique plus élevée et une durabilité, leur performance électrochimique est limitée, selon l’article.
« Pour surmonter ces limitations, les chercheurs ont exploré des anodes polymères alternatives, qui présentent plusieurs avantages par rapport aux anodes métalliques, notamment un coût faible, une facilité de fonctionnalisation et une grande stabilité », écrivent les chercheurs.
La structure en échelle rigide de la batterie, sa cinétique rapide et sa haute conductivité électrique lui ont permis de subir 500 cycles avec une perte de performance minimale. De plus, l’article a révélé le mécanisme de transfert de charge en temps réel, démontrant un processus rapide de compensation de charge par l’ion hydronium.
En synthèse
Les batteries polymère-air offrent une alternative intéressante aux batteries métal-air, avec une capacité de stockage d’énergie élevée et une très longue durée de vie. Leur utilisation pourrait permettre de prolonger la durée d’utilisation des batteries avant de devoir les recharger ou les remplacer.
Des défis subsistent encore, notamment en termes de performance électrochimique. Les travaux du Dr Lutkenhaus et de son équipe représentent une avancée significative dans ce domaine.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce qu’une batterie polymère-air ?
Une batterie polymère-air est un type de batterie qui utilise un polymère comme anode. Elle offre plusieurs avantages par rapport aux batteries traditionnelles, notamment une sécurité améliorée, un coût réduit, une conductivité ionique plus élevée et une durabilité.
Quels sont les avantages des batteries polymère-air ?
Les batteries polymère-air ont une capacité de stockage d’énergie élevée et une très longue durée de vie. De plus, elles sont plus sûres, moins coûteuses, ont une meilleure conductivité ionique et sont plus durables que les batteries métal-air.
Quels sont les défis associés aux batteries polymère-air ?
Malgré leurs nombreux avantages, les batteries polymère-air présentent des défis en termes de performance électrochimique. Cependant, des recherches sont en cours pour surmonter ces limitations.
Qu’est-ce que la méthode développée par le Dr Jodie Lutkenhaus ?
Le Dr Jodie Lutkenhaus a développé une méthode qui utilise un polymère comme anode dans les batteries polymère-air. Cette méthode permet d’améliorer la stabilité et la conductivité de ces batteries.
Quels sont les résultats de cette nouvelle méthode ?
La méthode développée par le Dr Jodie Lutkenhaus a permis d’améliorer la performance des batteries polymère-air. La batterie a pu subir 500 cycles avec une perte de performance minimale.
Références
Article : “Ting Ma et al, Understanding the mechanism of a conjugated ladder polymer as a stable anode for acidic polymer-air batteries, Joule (2023)”. DOI: 10.1016/j.joule.2023.08.009
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