fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche de l’Université technique de Hambourg (Technische Universität Hamburg) a récemment démontré qu’il est possible de stocker et de transférer efficacement des charges électriques en encapsulant de l’eau pure dans des canaux nanométriques de minéraux argileux. Ce système de supercondensateur, appelé « Condensateur bleu » (Blue Capacitor), utilise de l’eau pure comme électrolyte et repose entièrement sur des matériaux naturels et courants : l’eau, l’argile et le carbone.
Cette recherche est dirigée par le Dr Vasily Artemov, du cluster d’excellence « BlueMat – Matériaux pilotés par l’eau » (BlueMat – Water-Driven Materials) de l’Université technique de Hambourg. Contrairement aux batteries et supercondensateurs traditionnels qui dépendent de sels, d’acides ou d’autres électrolytes chimiques ajoutés, ce nouveau système ne nécessite aucun additif de ce type. « Notre objectif est de développer des technologies de stockage d’énergie plus sûres et plus durables, basées sur des matières premières courantes plutôt que sur des composés complexes, » déclare Artemov. « Ce système peut stocker et libérer efficacement de l’énergie, fonctionner à une tension relativement élevée dans un système à base d’eau, et rester stable sur des dizaines de milliers de cycles de charge et de décharge. »
Les supercondensateurs stockent l’énergie par séparation des charges, et non par réaction chimique, ce qui leur permet de se charger et de se décharger très rapidement et d’avoir une durée de vie extrêmement longue. La technologie clé du condensateur bleu réside dans des canaux d’environ 1 nanomètre de large (soit environ un cent-millième du diamètre d’un cheveu humain). Dans ces espaces minuscules, l’eau présente des propriétés qu’elle n’a pas dans des conditions normales, permettant ainsi un déplacement efficace des charges. Les chercheurs ont combiné des minéraux argileux avec du graphène (une forme de carbone hautement conductrice) pour former des millions de minuscules canaux remplis d’eau. « Nos résultats montrent que l’eau encapsulée dans des nanostructures peut servir d’électrolyte actif dans des dispositifs de stockage d’énergie pratiques, » ajoute Artemov.
Lors des tests en laboratoire, le condensateur bleu a montré des performances stables sur plus de 60 000 cycles de charge et de décharge, et a pu fonctionner à une tension allant jusqu’à 1,6 volt, une valeur relativement élevée pour un système de stockage d’énergie à base d’eau. Les expériences ont été menées à l’installation PETRA III du DESY (Centre de recherche sur les synchrotrons électroniques d’Allemagne). « La puissante source de rayons X PETRA III du DESY nous a permis d’observer la distribution des couches d’eau ultra-minces dans la structure argileuse, » explique le professeur Patrick Huber, co-auteur de l’étude.
Cette technologie en est encore à un stade précoce de développement et nécessite des recherches supplémentaires avant une application commerciale. Les chercheurs estiment que ce concept pourrait offrir une voie pratique pour les futures technologies de stockage d’énergie, avec des applications potentielles incluant le stockage d’énergies renouvelables comme l’énergie solaire et éolienne, le soutien aux réseaux électriques, et l’alimentation d’appareils nécessitant des cycles fréquents de charge et de décharge. De plus, ces résultats pourraient ouvrir la voie à de nouvelles technologies exploitant les propriétés anormales de l’eau à l’échelle nanométrique, notamment des capteurs avancés, des systèmes biomimétiques et le calcul neuromorphique. « Notre travail montre que même une substance aussi familière que l’eau révèle des propriétés inattendues lorsqu’elle est observée à l’échelle nanométrique, » conclut Artemov. « En comprenant ces propriétés, nous pourrions développer des applications technologiques entièrement nouvelles. »
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