Piles rechargeables respectueuses de l’environnement: les scientifiques ont inventé un nouveau matériau qui conduit et stocke efficacement l’électricité

Un groupe de scientifiques de l’Université nationale de Singapour (NUS) a mis au point un matériau organique novateur doté d’une conductivité électrique et d’une capacité de rétention d’énergie supérieures pour une utilisation dans des applications de batterie.

Le professeur Loh Kian Ping du Département de chimie de la Faculté des sciences NUS et ses collègues ont synthétisé un nouveau composé organique 3Q (molécule hétéroaromatique à base de quinoxaline conjuguée π) qui possède jusqu’à six sites de stockage de charge par molécule afin de maximiser sa conductivité. capacités de rétention d’énergie.

Les résultats de l’étude ont été publiés dans Nature Energy le 8 mai 2017.

Prof. Loh a déclaré que leur invention est une merveille car non seulement elle est de qualité supérieure à celle de la plupart des batteries rechargeables sur le marché, mais elle est également la plus écologique. Il a dit que puisque leurs matériaux sont composés d’électrodes organiques, leur production laisse moins d’empreintes environnementales pendant la production et l’élimination, par rapport aux batteries qui sont faites avec des électrodes d’oxyde métallique inorganiques.

En dehors de cela, la structure des électrodes organiques est compatible avec le soutien des capacités de stockage de haute énergie.

Le défi, cependant, a déclaré le professeur Loh, est de savoir comment les composés organiques ont une mauvaise conductivité électrique et la stabilité lorsqu’ils sont utilisés dans les batteries. C’est pourquoi l’équipe a utilisé l’électrode à base de 3Q, l’a hybridée avec du graphène et l’a utilisée dans un électrolyte à base d’éther, résultant en une électrode à base de 3Q présentant une conductivité électrique élevée de 395 milliampère heure par gramme.

« Notre étude prouve que le 3Q, et des molécules organiques de structures similaires, en combinaison avec le graphène, sont des candidats prometteurs pour le développement de batteries rechargeables écologiques de grande capacité avec de longs cycles de vie », a déclaré le professeur Loh.

Une autre percée pour les batteries rechargeables

Une équipe de chercheurs du Centre de recherche QUILL de l’Université Queen’s de Belfast, en Irlande du Nord, a mis au point une alternative souple et organique aux piles rechargeables rigides qui font fonctionner les implants médicaux tels que les pacemakers.

À l’heure actuelle, les stimulateurs cardiaques et les défibrillateurs sont alimentés par des piles rigides et à base de métal, ce qui peut rendre les patients mal à l’aise et leur donner des difficultés à se déplacer. (Connexes: Percée de la batterie de magnésium signifie des batteries plus sûres qui ne vont pas exploser.)

Les scientifiques ont mis au point un dispositif flexible composé d’électrolytes ininflammables et de composites organiques qui sont sans danger pour l’organisme. Le matériau peut également se décomposer sans qu’il soit nécessaire de subir les mêmes processus de recyclage et d’élimination que les batteries à base de métal, qui sont d’ailleurs plus onéreuses sildenafilonline.biz.

Les résultats de l’étude, qui ont été publiés dans Energy Technology and Green Chemistry, ont indiqué que les batteries pouvaient être fabriquées en utilisant une charge naturelle facilement disponible, ce qui est un répit par rapport à l’utilisation de métaux ou de semi-conducteurs coûteux.

«Dans les dispositifs médicaux tels que les stimulateurs cardiaques et les défibrillateurs, il existe deux implants, l’un qui est monté dans le cœur et l’autre qui contient les piles rigides à base de métal – il est implanté sous la peau. L’implant sous la peau est câblé à l’appareil et peut causer de l’inconfort pour les patients car il frotte contre la peau « , a déclaré le Dr Geetha Srinivasan.

« Pour cette raison, les batteries doivent être compatibles avec le corps humain, et idéalement, nous souhaitons qu’elles soient flexibles afin qu’elles puissent s’adapter aux formes du corps. À l’Université Queen’s de Belfast, nous avons conçu un dispositif de stockage d’énergie flexible, qui consiste à conduire des composites polymère-biopolymère en tant qu’électrodes durables et des liquides ioniques en tant qu’électrolytes plus sûrs », a ajouté le Dr Srinivasan.

Dr. Srinivasan a énuméré les avantages positifs de leur invention. «Le dispositif que nous avons créé a un cycle de vie plus long, est ininflammable, ne présente aucun problème de fuite et, surtout, il est plus flexible pour être placé dans le corps. Il est également possible de fabriquer des supercapacités spécifiques aux tâches.

Cela signifie que leurs propriétés peuvent être réglées et également fabriquées en utilisant des méthodes respectueuses de l’environnement, ce qui est important si elles doivent être produites à grande échelle, par exemple en alimentant des appareils électroniques personnels portables. « 

Pour sa part, Marta Lorenzo, Ph.D., chercheuse à l’Université Queen’s de Belfast, a déclaré: « Bien que cette recherche puisse être une solution potentielle à un problème mondial, l’assemblage réel des supercondensateurs est un processus simple. »

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