fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche internationale a modifié l'oxychlorure de lanthane en y ajoutant du calcium, du magnésium ou du strontium, multipliant ainsi par 10 000 la capacité de migration des ions chlorure dans les matériaux solides. Cette avancée jette les bases de l'utilisation de batteries à ions chlorure à base d'eau de mer pour le stockage d'énergie renouvelable à l'échelle du réseau. Réalisée en collaboration par des chercheurs suisses, canadiens et américains, cette étude vise à explorer des voies de stockage d'énergie alternatives aux batteries lithium-ion.

Actuellement, les batteries lithium-ion dominent le domaine du stockage d'énergie, mais les ressources en lithium sont confrontées à une demande croissante et à une offre limitée. Contrairement au lithium, les ressources en chlorure sont abondantes et peuvent être directement extraites de l'eau de mer. Les chercheurs estiment que les batteries à ions chlorure pourraient à l'avenir être utilisées pour stocker l'électricité produite par les éoliennes et les centrales solaires, soutenant ainsi les systèmes de stockage d'énergie à grande échelle.

Le principal obstacle technique des batteries à ions chlorure réside dans la lenteur du déplacement des ions chlorure dans l'électrolyte solide. La taille relativement grande des ions chlorure rend difficile leur passage à travers l'électrolyte, limitant ainsi les performances de stockage d'énergie. En modifiant la structure atomique de l'oxychlorure de lanthane, l'équipe de recherche a ouvert des voies plus pratiques pour la migration des ions chlorure dans le matériau. Les expériences montrent que la modification au calcium est la plus efficace, multipliant par 10 000 la conductivité des ions chlorure par rapport au matériau non modifié.

Pour comprendre comment les changements structurels améliorent le transport ionique, l'équipe de recherche a utilisé les rayons X ultra-lumineux de la Source de lumière canadienne (CLS) de l'Université de la Saskatchewan. Les résultats de l'analyse montrent que les éléments ajoutés rendent la structure cristalline plus souple, permettant ainsi aux ions chlorure de se déplacer plus librement dans l'électrolyte solide.

Sarbajit Banerjee, professeur à l'École polytechnique fédérale de Zurich (ETH Zürich) et responsable du laboratoire des sciences des batteries à l'Institut Paul Scherrer, a déclaré que cette étude ne vise pas à remplacer complètement les batteries lithium-ion, mais à développer d'autres solutions en dehors de celles-ci pour répondre à l'énorme demande future de capacité de stockage d'énergie de plusieurs centaines de térawattheures dans le monde.

Les chercheurs soulignent que cette technologie en est encore à un stade précoce. L'étude n'a pas encore présenté une batterie à ions chlorure complète, mais a établi une plateforme d'électrolyte prometteuse pour soutenir le développement futur de batteries. Jingxiang Cheng, doctorant participant à l'étude, a indiqué que l'équipe explore de nouvelles directions dans le domaine des batteries, espérant utiliser cette plateforme pour construire davantage de possibilités. Banerjee a souligné que l'objectif de ce projet est de jeter les bases de la recherche fondamentale et de technologies de batteries plus durables, afin qu'elles puissent soutenir le stockage d'énergie à grande échelle à l'avenir.

Les chercheurs remercient la Source de lumière canadienne (CLS) et sa ligne de faisceau VLS-PGM pour leur soutien technique, cet équipement ayant fourni les mesures nécessaires pour comprendre le comportement des matériaux au niveau atomique. Les résultats de cette étude ont été publiés dans la revue ACS Applied Energy Materials.

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