Des chercheurs de l'Université Rutgers et d'autres institutions développent une membrane qui accélère la migration des ions lithium de 31 fois

fr.wedoany.com Rapport : Des chercheurs de l'Université Rutgers et de l'Université de l'Illinois à Chicago ont collaboré pour développer un matériau membranaire à base de nitrure de bore, contenant des millions de micro-canaux à l'intérieur. Ce matériau permet aux ions lithium de se déplacer jusqu'à 31 fois plus vite que ce que prédit la théorie standard de la diffusion, et leur vitesse de transport est bien supérieure à celle des autres particules chargées.

L'article correspondant a récemment été publié dans Nature Nanotechnology, sous le titre « Anomalous ultrafast lithium-ion transport through boron nitride nanotube membranes ». La recherche a été dirigée par Semih Cetindag de l'Université Rutgers et Aaditya Pendse de l'Université de l'Illinois à Chicago.

Sangil Kim, professeur associé de génie chimique à l'Université de l'Illinois à Chicago et auteur correspondant de l'article, a déclaré que ce mécanisme est similaire à la façon dont les anguilles électriques génèrent de l'électricité via des canaux ioniques dans des cellules spécialisées. Le taux de transport ionique observé est bien supérieur aux estimations théoriques et dépasse également les niveaux atteints par les systèmes expérimentaux existants.

Pour tester les performances de la membrane, les chercheurs l'ont placée entre des solutions ioniques de différentes salinités. En s'appuyant uniquement sur le gradient de solution saline, la membrane a pu alimenter de petits appareils électroniques tels que des montres, des calculatrices et des lampes à LED.

L'article rapporte qu'à un pH de 5,5, la densité de puissance par pore peut atteindre 15 300 watts par mètre carré, avec une efficacité de conversion énergétique proche de la limite théorique de 50 %.

L'équipe de recherche a indiqué que les applications potentielles de cette technologie incluent la récupération du lithium à partir de batteries usagées et le développement de la production d'énergie bleue, qui exploite l'énergie à l'interface entre l'eau salée et l'eau douce.