9 février 2022 - UNIGE
Un nouvel électrolyte pour des piles plus sûres
Une équipe de l’UNIGE a conçu un nouveau matériau qui améliore les performances des batteries tout-solide au sodium, moins dangereux et plus durable que le lithium.
L’avenir de la pile passe par le sodium. Plus durable que le lithium – qui alimente aujourd’hui la majorité de nos appareils et véhicules – cet élément chimique est en outre présent en abondance sur la surface de la terre. Seule difficulté: ses ions se meuvent difficilement dans l’électrolyte liquide des piles classiques, ce qui le rend pour l’heure moins performant que le lithium. La solution réside dans l’élaboration d’un électrolyte solide. Une équipe scientifique de l’Université de Genève est parvenue à relever ce défi en modifiant la structure des cristaux d’un matériau composé de carbone, de bore et d’hydrogène (carbo-hydridoborate). Le groupe de recherche a également défini la pression idéale à appliquer sur la pile pour un fonctionnement efficient. Ces résultats sont à lire dans les revues ACS Applied Materials & Interfaces et Advanced Materials Interfaces.
«Ce matériaux, le carbo-hydridoborate de sodium (NaCB11H12), notamment utilisé en médecine nucléaire n’est pas conducteur, explique le professeur Radovan Cerny qui dirige le laboratoire de cristallographie de la Faculté des sciences. En modifiant la structure de ses cristaux, et plus précisément la disposition dans l’espace des atomes, nous sommes parvenus à le rendre conducteur, ce qui en fait le moyen de transport le plus efficace des ions de sodium disponible actuellement.» La seconde recherche a consisté à mettre en condition ce matériau dont la structure cristalline a été modifiée. Pour qu’une pile fonctionne, il faut en effet que l’électrolyte, qu’il soit liquide ou solide, soit en contact intime avec les électrodes positives et négatives de la pile. Il doit donc être contenu fermement au sein de la batterie. L’équipe de Rodovan Cerny a trouvé la pression idéale à exercer sur l’électrolyte solide. Celle-ci doit être environ de 400 atmosphères, soit l’équivalent de la pression sous l’eau à 4000m de profondeur, ce qui s’obtient très facilement, en quelques tours de vis. Ces deux découvertes ouvrent la voie à une production facilitée des batteries au sodium, en particulier dans l’industrie automobile.