Des chercheurs de l’Université de Tohoku au Japon ont réalisé des progrès dans la technologie des batteries au magnésium rechargeables, en développant un prototype de batterie fonctionnant à température ambiante. Ces résultats, publiés dans la revue Communications Materials, marquent une étape importante vers la mise en pratique de la technologie de stockage d’énergie basée sur le magnésium, ouvrant une nouvelle direction pour le développement de technologies de stockage d’énergie durables.
La rareté des ressources en lithium limite l’expansion de la capacité des batteries lithium-ion, tandis que le magnésium est abondant dans la croûte terrestre. Le professeur Tetsu Ichitsubo de l’Université de Tohoku explique : « Le magnésium n’a pas été largement utilisé comme matériau pour les batteries en raison de sa lenteur de réaction, rendant son fonctionnement à température ambiante impossible. Imaginez si la batterie de votre appareil ne fonctionnait qu’à des températures extrêmes ; elle serait pratiquement inutile pour la vie quotidienne. »
L’équipe de recherche a surmonté le problème de la diffusion lente des ions magnésium à température ambiante en concevant un nouveau matériau d’électrode positive à base d’oxyde amorphe. Cette électrode utilise un processus d’échange ionique entre le lithium et le magnésium pour former des canaux de diffusion, permettant aux ions magnésium de se déplacer plus librement. Ce design permet une insertion et une extraction réversibles des ions magnésium à température ambiante, posant les bases de l’application pratique des batteries au magnésium rechargeables.
Lors des tests de performance, les chercheurs ont construit une batterie prototype complète pour évaluer son fonctionnement. Le professeur Ichitsubo a déclaré : « Nous avons fabriqué une batterie prototype complète pour tester son fonctionnement et constaté qu’elle pouvait encore libérer suffisamment d’énergie même après 200 cycles. Cela suffit pour alimenter une diode électroluminescente bleue. » Cette batterie a atteint une décharge à tension positive pour la première fois, marquant une distinction nette par rapport aux recherches antérieures.
Grâce à une analyse chimique rigoureuse, l’équipe a confirmé que la capacité de la batterie provenait d’un véritable processus d’insertion des ions magnésium, et non de réactions secondaires. Cette découverte valide la faisabilité de l’électrode d’oxyde pour supporter le fonctionnement des batteries au magnésium rechargeables dans des conditions de température et de pression normales, établissant des lignes directrices pour la conception de matériaux pour les technologies de stockage d’énergie au magnésium de nouvelle génération.
