fr.wedoany.com Rapport : L'eau pure démontre une capacité à stocker de l'énergie électrique dans des canaux d'argile à l'échelle nanométrique, ouvrant ainsi la voie au développement de nouvelles technologies de stockage d'énergie. L'Allemagne Une équipe de recherche de l'Université technique de Hambourg (Hamburg University of Technology) a utilisé ce principe pour fabriquer un supercondensateur appelé « Condensateur bleu » (Blue Capacitor), qui utilise de l'eau pure comme électrolyte pour transporter les charges.
L'eau pure est généralement considérée comme un mauvais milieu de stockage d'énergie, car les batteries et les supercondensateurs nécessitent généralement l'ajout de mélanges chimiques composés de sels, d'acides ou de solvants organiques volatils pour conduire l'électricité. Vasily Artemov, docteur du cluster d'excellence « BlueMat — Matériaux pilotés par l'eau » (BlueMat — Water-Driven Materials) de l'Université technique de Hambourg, a déclaré que l'objectif de cette recherche est de développer des technologies de stockage d'énergie plus sûres et durables, basées sur des matériaux abondants, plutôt que de dépendre de composés complexes. L'équipe de recherche a utilisé un matériau composé d'un mélange de minéraux argileux et de graphène (un matériau carboné ultra-mince à haute conductivité) pour construire une structure de labyrinthe dense composée de millions de canaux parallèles. Chaque canal a une largeur d'un nanomètre seulement, et l'eau pure est confinée dans ces canaux microscopiques, ce qui modifie son comportement liquide fondamental. Ce dispositif est entièrement fabriqué à partir des trois matériaux naturels les plus abondants sur Terre : l'eau, l'argile et le carbone.
Lors des tests de performance, ce dispositif de validation de concept a montré des résultats prometteurs. Après plus de 60 000 cycles de charge et de décharge, les performances du condensateur bleu restent inchangées. De plus, sa tension de fonctionnement peut atteindre 1,6 volt, ce qui constitue un seuil de tension élevé pour les systèmes à base d'eau, qui se décomposent généralement en hydrogène et en oxygène à des tensions plus basses. Le premier auteur de l'étude a souligné que ce dispositif peut stocker et libérer de l'énergie de manière efficace, fonctionner à une tension relativement élevée dans un système à base d'eau et offrir une stabilité cyclique exceptionnelle.
Pour observer ce phénomène, l'équipe de recherche a utilisé PETRA III du DESY (Synchrotron à électrons allemand), l'un des centres de recherche sur les accélérateurs de particules les plus puissants au monde. Le professeur Patrick Huber, co-auteur de l'article, a déclaré que ce n'est qu'avec la puissante source de rayons X de PETRA III qu'il a été possible d'observer les couches ultra-minces de films d'eau monomoléculaires dans la structure d'argile.
Le « Condensateur bleu » est un supercondensateur qui stocke l'énergie en séparant les charges plutôt que par des réactions chimiques, offrant ainsi une capacité de charge et de décharge rapide et une longue durée de vie. Les chercheurs estiment que, bien qu'il faille encore plusieurs années avant une application commerciale, ce condensateur non toxique et ininflammable a des applications potentielles dans la gestion des énergies renouvelables comme l'énergie solaire et éolienne, la stabilisation des réseaux électriques et l'alimentation d'appareils nécessitant une charge et une décharge rapides. De plus, cette découverte ouvre également la voie aux domaines des nanocapteurs à base d'eau et de l'informatique biomimétique. Les résultats de cette recherche ont été publiés dans la revue Nature Communications.
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