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Le silicium-air, nouvel espoir des batteries

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Par publié le à 16h11

Le professeur Rüdiger-A. Eichel, directeur du nouveau département d'électrochimie fondamentale du FZJ.

Le professeur Rüdiger-A. Eichel, directeur du nouveau département d'électrochimie fondamentale du FZJ.

Le centre de recherche sur les énergies de Zulich, en Allemagne, vient d’inaugurer un département dédié aux batteries lithium-air. Cette technologie, très émergente, porte des espoirs de plus grande densité énergétique.

Après les batteries lithium-air, zinc-air, voici un nouveau candidat pour exploiter l’électrochimie du couple métal-air : le silicium-air. Un nouveau département de recherche fondamentale a été inauguré le 1er octobre 2012 sur ce sujet  à l'Institut de recherche énergétique et climatique du Centre de recherche de Jülich (FZJ) en Allemagne.

Schématiquement, les batteries métal-air associent une électrode solide - l'anode - à une membrane perméable à l'air qui tient lieu de cathode. Celle-ci laisse passer l'oxygène, qui entretient la réaction d’oxydoréduction génératrice de charges électriques avec le métal. Avantages à la clé, un gain en poids et en coût par rapports aux batteries classiques.

Le couple métal-air est connu pour ses hauts niveaux de densité énergétique. Dans le cas du silicium-air, les chercheurs tablent sur 1 000 kWh/kg - 5 fois plus que les technologies commercialement disponibles à l’heure actuelle. Surtout, l’utilisation exclusive de silicium, matériau ultra-abondant de l’électronique, promet une baisse des coûts sur les matières premières.

Le concept est également développé par l’institut de technologies israélien Techion. Par rapport à ses concurrents comme le lithium-air, les tenants du silicium-air soulignent sa moindre réactivité face à des facteurs d’instabilité comme l’humidité ou les changements de température. Mais sa compréhension est encore balbutiante. Entre autres défis, les réactions électrochimiques parasites, qui mènent à une interruption prématurée des décharges, restent à identifier.

Hugo Leroux
 

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