Haute résistance et grande capacité de stockage d’énergie !

L’équipe de recherche dirigée par le Dr Kim Tae-hoon du département des composites fonctionnels de la division de recherche sur les composites de l’Institut coréen des sciences des matériaux (KIMS, président Jung-hwan Lee), un institut de recherche financé par le gouvernement sous l’égide du ministère des sciences et des technologies de l’information et de la communication, a réussi à mettre au point la première fibre de nanotube de carbone multifonctionnelle au monde, qui présente simultanément une capacité de stockage d’énergie élevée et une grande résistance, en collaboration avec l’équipe de recherche du professeur Yang Seung-Jae de l’université Inha (président Myung Woo Cho).

La plupart des matériaux structurels et de stockage de l’énergie existants n’ont qu’une seule propriété : une grande résistance ou une grande capacité de stockage de l’énergie. En utilisant la fibre de nanotube de carbone qui est légère, solide et possède une excellente conductivité électrique, le matériau développé par les deux équipes de recherche possède les deux propriétés simultanément.

L’équipe de recherche a appliqué un traitement de surface aux fibres de nanotubes de carbone et a produit un supercondensateur de type fibre à haute résistance en induisant la croissance de carbone poreux. Cela a permis de synthétiser un nouveau matériau fibreux doté de propriétés de stockage d’énergie tout en conservant la résistance des fibres de nanotubes de carbone. Les chercheurs ont confirmé que le supercondensateur en fibre fonctionne de manière stable tout en supportant un poids lourd.

※ Supercondensateur : Un dispositif de stockage d’énergie qui a une capacité de stockage plus petite qu’une batterie secondaire au lithium, mais qui peut accepter et délivrer une charge/décharge beaucoup plus rapidement que les autres batteries.

La technologie existante nécessitait un matériau distinct pour supporter la batterie et la charge, mais le matériau nouvellement développé peut jouer les deux rôles avec succès, ce qui est significatif pour suggérer une nouvelle direction pour le développement de matériaux légers. La technologie multifonctionnelle de la fibre de nanotube de carbone devrait notamment être utilisée dans les véhicules électriques, les drones et les domaines de l’aérospatiale et de l’aviation qui nécessitent une réduction du poids.

La fibre de nanotube de carbone attire l’attention en tant que matériau de nouvelle génération. Il n’y a qu’une seule entreprise aux États-Unis qui utilise pratiquement cette technologie pour la production de masse. Grâce à la localisation de ce matériau, il devrait remplacer les importations et être disponible à l’exportation.

Le Dr Kim Tae-hoon, chercheur principal au KIMS, a déclaré : « L’utilisation de fibres de nanotubes de carbone multifonctionnelles peut contribuer à améliorer la distance de conduite de la mobilité future, comme les drones. Elle devrait s’appliquer aux secteurs de l’aérospatiale, de l’aviation et de la défense qui requièrent légèreté, haute résistance et haute conductivité. »

La recherche a été soutenue par le projet de développement de la technologie des matériaux textiles de type tailleur de la propriété de convergence des matériaux de production et de stockage d’énergie du KIMS et le projet de développement des matériaux composites 4U, un projet de recherche ouvert, de l’Institut coréen des sciences et de la technologie, avec le soutien du ministère des sciences et des TIC. En outre, la recherche a été publiée dans Science Advances, une revue sœur de Science, qui est une revue universitaire de classe mondiale, le 5 janvier.

Entre-temps, l’équipe de recherche mène des recherches de suivi sur les matériaux pare-balles et les matériaux composites ultralégers, en utilisant les résultats de la recherche, et en développant des méthodes de production de masse ainsi qu’une protection contre les ondes électromagnétiques des fibres CNT.

À propos du Korea Institute of Materials Science (KIMS)

Le KIMS est un institut de recherche à but non lucratif financé par le gouvernement et dépendant du ministère des sciences et des TIC de la République de Corée. Seul institut spécialisé dans les technologies complètes des matériaux en Corée, le KIMS a contribué à l’industrie coréenne en menant un large éventail d’activités liées à la science des matériaux, notamment la R&D, l’inspection, les tests et l’évaluation, et le soutien technologique.