De nombreuses batteries actuelles reposent sur des produits chimiques comme les acides forts ou les bases fortes pour fonctionner. Ces liquides corrosifs peuvent non seulement endommager la structure interne de la batterie avec le temps, mais aussi, une fois jetés, s'infiltrer dans les sols et les sources d'eau, causant ainsi une pollution. Une équipe de recherche de la City University of Hong Kong et de la Southern University of Science and Technology a récemment développé une solution alternative. Ils ont mis au point une nouvelle batterie à eau écologique en utilisant une solution saline minérale similaire à celle utilisée pour cailler le tofu. Les résultats de cette recherche ont été publiés dans la revue académique Nature Communications.
L'équipe a remplacé les électrolytes acides ou basiques traditionnels des batteries par une solution saline neutre à base de sels de magnésium et de calcium, identique en composition à la saumure utilisée dans la fabrication du tofu. Ce liquide maintient un pH neutre de 7,0, évitant ainsi les réactions corrosives qui endommagent la structure interne de la batterie.
Pour la conception des électrodes, l'équipe a substitué aux anodes métalliques traditionnelles un matériau spécial fabriqué à partir de polymères organiques covalents. Ils ont créé trois structures de ce type, semblables à du plastique, et ont finalement sélectionné un matériau nommé Hex TADD COP. Celui-ci possède des liaisons chimiques donneuses d'électrons, ce qui lui confère une conductivité plus élevée. Pour la cathode, ils ont choisi un analogue du bleu de Prusse, un pigment bleu couramment utilisé dans les peintures.
Les résultats des tests montrent que si les batteries traditionnelles tombent généralement en panne après quelques centaines ou quelques milliers de cycles de charge-décharge, cette nouvelle batterie reste stable après 120 000 cycles. En supposant une charge quotidienne, un téléphone portable équipé d'une telle batterie pourrait théoriquement fonctionner pendant plus de 300 ans. La capacité énergétique de cette batterie atteint 112,8 mAh/g, ce qui représente un niveau élevé parmi les batteries organiques à électrolyte aqueux.
Les chercheurs indiquent dans leur article : « Comparé aux systèmes de batteries aqueuses existants, le nouveau système atteint une stabilité cyclique exceptionnellement longue dans des conditions neutres, tout en étant respectueux de l'environnement. »
Cette batterie présente un impact environnemental positif, car son électrolyte est neutre et ses matériaux sont non toxiques. Sa conception est conforme aux normes de sécurité internationales, ce qui signifie que son potentiel de risque pour l'environnement après mise au rebut est inférieur à celui des batteries traditionnelles.
Bien que les résultats en laboratoire soient encourageants, le passage du prototype à l'application pratique présente encore plusieurs défis. Ceux-ci incluent l'amélioration de la densité énergétique par unité de volume de la batterie et la production à grande échelle des matériaux polymères organiques. Cette technologie pourrait à l'avenir être appliquée dans des domaines nécessitant des batteries à longue durée de vie et haute sécurité, comme les systèmes de stockage d'énergie à grande échelle.
Détails de la publication : Auteurs : Hui Chen et al., Titre : « Une batterie à eau avec un électrolyte de pH 7 adapté à l'élimination directe dans l'environnement », Publié dans : Nature Communications (2026). Informations sur la revue : Nature Communications
