Publié par aplusglass.com – Mise en ligne le 09/03/2020

Les batteries lithium-ion sont les plus répandues dans l’industrie automobile, car c’est actuellement la meilleure solution pour stocker l’énergie dans les véhicules et autres appareils électriques. Mais cette technologie a ses limites. Pour commencer, ces batteries sont chères, non seulement sur le plan économique, mais aussi environnemental, car l’extraction en grande quantité n’est pas durable.

Pour cette raison, les scientifiques continuent de rechercher des alternatives. Et l’une de celles qui peuvent avoir du sens est la batterie au potassium métal.

Le potassium est bon marché

Pourquoi le potassium ? Eh bien, il est bon marché, abondant et également très facile à travailler, ce qui entraîne des coûts de matériel et de fabrication inférieurs. En utilisant des anodes métalliques de potassium, les batteries peuvent être construites avec des densités d’énergie (en volume et en poids) comparables à celles offertes par le lithium.

Jusqu’à présent, le problème principal des piles au lithium est la formation de dendrites. Au fil du temps, à mesure que la batterie se charge et se décharge encore et encore, des morceaux de métal (éther, lithium ou potassium) commencent à adhérer à l’anode. Cela ne se produit pas uniformément, mais de petites branches pointues, appelées dendrites, commencent à se former. Parfois, elles s’allongent suffisamment pour traverser la membrane isolante qui sépare l’anode de la cathode et court-circuiter la batterie.

Aujourd’hui, une équipe de scientifiques du Rensselaer Polytechnic Institute de New York a déclaré avoir développé une technique qui peut nettoyer ces dendrites de l’anode pendant qu’elle charge la batterie pendant la nuit, les empêchant de s’allonger et de causer des problèmes. C’est pourquoi ils s’engagent pour des batteries au potassium, bon marché et avec une longue durée de vie.

La technique qu’ils utilisent semble étrange, car elle implique essentiellement le chargement et le déchargement à grande vitesse. C’est exactement ce que l’on nous dit de ne pas faire si nous voulons prolonger la durée de vie d’une batterie au lithium. Bien sûr, en faisant cela dans des circonstances contrôlées, les chercheurs disent qu’ils peuvent contrôler avec précision la chaleur dans la batterie, en l’élevant au point où le potassium ne fond pas, mais le métal dévie latéralement et lisse la dendrite qui apparaît.

Pourquoi ne pas utiliser cette technique dans les batteries au lithium ? Ils l’ont déjà essayé, en 2018, et cela a fonctionné. Mais avec le lithium, cette « autoguérison » nécessitait des températures nettement plus élevées.

« L’idée est que, la nuit où lorsque vous n’utilisez pas la batterie, un système de gestion appliquerait cette chaleur locale qui entraînerait l’autoguérison des dendrites », explique Nikhil Koratkar, professeur de génie mécanique, aérospatial et nucléaire à Rensselaer et auteur principal de cette recherche. « Les batteries métalliques sont le moyen le plus efficace de construire une batterie. Cependant, en raison du problème des dendrites, elles n’ont pas été réalisables. Avec le potassium, il y a plus d’espoir. »