Un projet de recherche international dirigé par l'UCLA a revisité et amélioré le concept de batterie nickel-fer proposé par Thomas Edison il y a plus d'un siècle. Cette nouvelle étude vise à développer une technologie de batterie adaptée au stockage de l'énergie produite par les centrales solaires.
L'équipe de recherche s'est inspirée des processus de biominéralisation naturels, comme la formation des os et des coquillages, en utilisant des protéines comme matrice pour préparer de minuscules nanoclusters métalliques. La taille de ces clusters de nickel et de fer a été contrôlée pour être inférieure à 5 nanomètres, puis ils ont été combinés avec de l'oxyde de graphène, un matériau bidimensionnel. Un traitement thermique spécifique a finalement produit un matériau d'électrode aérogel poreux. Maher El-Kady, chercheur associé et co-auteur de l'étude, déclare : « Les gens ont tendance à penser que les outils de la nanotechnologie moderne sont complexes et high-tech, mais notre approche est étonnamment simple et directe. »
L'avantage clé de cette structure réside dans sa très grande surface spécifique, offrant un espace abondant pour les réactions électrochimiques. El-Kady explique : « En réduisant la taille des particules de plus grosses à ces minuscules nanoclusters, la surface augmente de manière significative. Lorsque les particules sont si petites, presque chaque atome peut participer à la réaction. » Par conséquent, un prototype de batterie basé sur ce matériau a permis une charge rapide en quelques secondes et a pu supporter plus de 12 000 cycles de charge-décharge.
Cette technologie de batterie nickel-fer inspirée par Edison, bien que pour l'instant inférieure en capacité de stockage d'énergie aux batteries lithium-ion dominantes, présente des caractéristiques de charge rapide et de durée de vie cyclique extrêmement longue. Cela ouvre des perspectives d'application dans le domaine du stockage stationnaire, comme le stockage de l'énergie solaire ou l'alimentation de secours. Le professeur Richard Kaner, co-auteur correspondant, souligne que leur inspiration vient de la nature : « Nous nous sommes inspirés de la façon dont la nature dépose ce type de matériaux. » Les chercheurs explorent l'extension de cette méthode de préparation de matériaux biomimétiques à d'autres métaux et recherchent des alternatives de matrices biosourcées plus faciles à produire à grande échelle. Ces résultats de recherche ont été publiés dans la revue « Small » et ont été recommandés en couverture.
Plus d'informations : Auteurs : Habibeh Bishkul et al., Titre : « Protein-Templated Iron-Nickel Sub-Nanoclusters for Advanced Energy Storage and Electrocatalysis », Publié dans : Small (2025). Informations sur la revue : Small
