Des chercheurs de Bayreuth travaillent à la mise au point d'un substitut abordable aux batteries lithium-ion

"À long terme, les résultats de nos recherches peuvent rendre les véhicules électriques de milieu de gamme plus abordables"

17.01.2024
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Le Dr Qingsong Wang, de l'université de Bayreuth, fait avancer la recherche sur les batteries sodium-ion en tant qu'alternative rentable et durable aux batteries lithium-ion. Au sein d'une équipe internationale de chercheurs, il a mis au point une batterie à longue durée de vie et à haute énergie. Les résultats viennent d'être publiés dans la revue Nature Energy.

La demande sans cesse croissante de stockage d'énergie stimule la recherche et le développement dans le domaine de la technologie des batteries. La batterie sodium-ion est un substitut fiable et abordable aux batteries lithium-ion. La facilité d'accès et la disponibilité du sodium rendent les batteries sodium-ion plus attrayantes et compétitives. En utilisant des éléments abondants dans la terre et en ajustant la croissance de phase de la cathode d'oxyde en couche, une batterie sodium-ion à cycle long et à haute énergie a été développée et validée à 165 Wh/Kg avec la collaboration du Dr Qingsong Wang, chef de groupe junior à la Chaire des matériaux actifs inorganiques pour le stockage électrochimique de l'énergie. "Nos résultats montrent que les batteries sodium-ion sont encore plus rentables et durables à l'échelle industrielle que les batteries lithium-ion conventionnelles, qui sont basées sur la chimie du phosphate de fer", explique M. Wang.

L'étude, qui vient d'être publiée dans Nature Energy par une équipe de scientifiques des universités de Bayreuth (Allemagne), Xiamen (Chine), Shenzhen (Chine), du Laboratoire national Argon (États-Unis) et de l'Institut de physique de l'Académie chinoise des sciences de Pékin (Chine), montre que la structure d'intercroissance peut être adaptée en contrôlant la profondeur de la charge. Cela permet d'insérer un état d'empilement de type prismatique uniformément entre les états d'empilement de type octaédrique. Cela permet d'éviter les défauts d'empilement de type octaédrique voisins.

Les types octaédrique et prismatique font référence à la disposition géométrique des atomes ou des ions dans un réseau cristallin. Le type octaédrique signifie que les atomes ou les ions d'un cristal sont disposés selon un arrangement qui ressemble à un octaèdre. Le type prismatique fait référence à un arrangement qui ressemble à un prisme.

"Nos recherches visent à analyser la réaction anionique d'oxydoréduction de l'oxygène en tant qu'amplificateur d'énergie de l'oxyde stratifié pour la cathode à ions sodium", explique M. Wang. "Il est important de développer une stratégie pour rendre cette réaction réversible et stable. À long terme, les résultats de notre recherche peuvent rendre les véhicules électriques de moyenne gamme plus abordables, car les batteries qui les équipent peuvent alors être produites à moindre coût et avec une durée de vie plus longue."

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