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Une nouvelle pile au fluorure pourrait être chargée une seule fois par semaine

La plupart de nos appareils utilisent actuellement des batteries lithium-ion. Leur développement est une merveille technologique, mais maintenant qu’elles sont communes, nous nous concentrons plus sur le négatif que sur le positif. Et le principal inconvénient est la nécessité de les recharger au moins une fois par jour. Imaginez maintenant une batterie qui ne devrait être rechargée qu’une fois par semaine.

Ce rêve est maintenant plus proche de la réalité grâce aux chercheurs de différentes institutions. Ils se sont concentrés sur le fluorure, qui peut contenir beaucoup plus de produits. Maintenant, ils ont réussi à construire la première batterie rechargeable au fluorure liquide qui fonctionne à température ambiante. La percée est rapportée dans la revue  Science .

Des recherches antérieures ont lutté avec le fluor pour plusieurs raisons. Dans les années 1970, les piles au fluorure à l’état solide ont été développées mais elles nécessitent des températures tellement élevées qu’elles ne peuvent pas être utilisées dans des appareils de tous les jours. Néanmoins, la promesse était suffisamment excitante pour que les scientifiques continuent à enquêter sur eux. 

“Les batteries au fluorure peuvent avoir une densité d’énergie plus élevée, ce qui signifie qu’elles peuvent durer plus longtemps – jusqu’à huit fois plus longtemps que les piles utilisées aujourd’hui”, a co-écrit le professeur Robert Grubbs, chimiste chez Caltech et lauréat du prix Nobel de chimie 2005, a déclaré dans une déclaration . “Mais travailler avec du fluor peut être difficile, en particulier parce qu’il est si corrosif et réactif.”

Les batteries fonctionnent en déplaçant un certain nombre d’atomes chargés dans une direction particulière, en accumulant de l’énergie puis en les libérant lorsque ces charges se déplacent entre les électrodes d’une solution liquide appelée électrolyte. Les ions lithium sont positifs et appelés cations, les ions fluorures sont négatifs et appelés anions.

L’auteur principal de l’étude, Victoria Davis, qui étudie actuellement à l’Université de Caroline du Nord, a été en mesure de trouver un bon solvant à utiliser avec le fluorure. Cet électrolyte est connu sous le nom d’éther de bis (2,2,2-trifluoroéthyle), ou BTFE, et a réussi à maintenir la stabilité des ions fluorure, ce qui a permis le succès du prototype.

“Pour une batterie qui dure plus longtemps, vous devez déplacer un plus grand nombre de charges”, a co-écrit Simon Jones, du Jet Propulsion Laboratory. “Déplacer plusieurs cations métalliques chargés est difficile, mais un résultat similaire peut être obtenu en déplaçant plusieurs anions chargés individuellement, qui voyagent avec une facilité relative. Les défis de ce schéma font que le système fonctionne à des tensions utilisables. Dans cette nouvelle étude, nous démontrons les anions méritent effectivement l’attention des scientifiques de la batterie, car nous montrons que le fluor peut fonctionner à des tensions suffisamment élevées. “

L’équipe a également utilisé des simulations pour peaufiner l’électrolyte et améliorer à la fois les performances et la stabilité. Il est encore tôt, mais les piles au fluorure pourraient bientôt devenir monnaie courante.

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