fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche de l'Institut des sciences moléculaires (Institute for Molecular Science at the National Institutes of Natural Sciences), une institution interuniversitaire nationale japonaise, a mis au point une nouvelle conception d'électrolyte qui résout le principal goulot d'étranglement des performances des batteries à navette de fluor (FSB).
Les batteries lithium-ion souffrent d'une dégradation naturelle et dépendent de minéraux extraits par des processus à forte consommation d'énergie. Les batteries à navette de fluor, en tant que technologie de remplacement de nouvelle génération, offrent une densité énergétique extrêmement élevée et peuvent être fabriquées à partir de matériaux abondants et bon marché. Contrairement aux batteries lithium-ion qui transportent des ions positifs, les FSB stockent et libèrent de l'énergie en faisant circuler des ions fluor entre les électrodes.
Le principal défi de cette technologie réside dans le fait que la réaction de fluoration est plus difficile à déclencher que la réaction de défluoration. La fluoration s'accompagne souvent de réactions secondaires indésirables et de processus irréversibles, entraînant une dégradation des performances de la batterie. Après avoir analysé les causes, l'équipe de recherche a conçu une solution électrolytique : le tétrafluoroborate de potassium (KBF4). En tant que minéral bon marché, abondant et chimiquement stable, le KBF4 agit comme source de fluor dans les réactions chimiques.
Les expériences montrent que le KBF4 améliore la solubilité des sels de fluor et modifie l'état des ions fluor dans l'électrolyte. Les chercheurs ont testé le nouvel électrolyte, confirmant sa haute stabilité électrochimique, et ont réussi à observer des réactions réversibles de fluoration et de défluoration grâce à des techniques telles que la spectroscopie photoélectronique à rayons X. L'équipe de recherche estime que le KBF4 peut contrôler efficacement l'activité des ions fluor dans la batterie, constituant un additif chimiquement robuste et peu coûteux.
L'article scientifique intitulé « Facilitation de la fluoration par le tétrafluoroborate de potassium dans les électrolytes de tétraglyme pour les batteries à navette de fluor » (Facilitated fluorination by potassium tetrafluoroborate in tetraglyme electrolytes for fluoride shuttle batteries) a été publié dans la revue « ACS Applied Energy Materials ». L'équipe prévoit de poursuivre ses recherches pour mieux comprendre le mécanisme de fonctionnement de ce procédé.
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