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Une structure en pétales pourrait doper batteries et photovoltaïque

Hugo Leroux
Une structure en pétales pourrait doper batteries et photovoltaïque

Cette fleur artificielle possède une immense surface dans un volume réduit

© DR

Des chercheurs américains ont mis au point une structure en forme de fleur à partir de sulfure de germanium (GeS). Cette trouvaille, qui affiche une très grande surface dans un espace compact, pourrait améliorer la collecte l’énergie au sein des batteries ou des cellules photovoltaïques.

Eternelle question pour les professionnels de l’électronique et du véhicule électrique : comment doper la densité énergétique des batteries ? Pour y répondre, les chercheurs de l’Université de Caroline du Nord, aux Etats-Unis, ont puisé leur inspiration dans… les fleurs ! Outre leur beauté, ces motifs naturels possèdent en effet une caractéristique remarquable : leur grande surface spécifique. Cette grandeur, qui mesure la surface totale d’un objet rapportée à son volume, est l'une des clés pour augmenter la capacité des batteries. Avec une plus grande surface spécifique, celles-ci pourraient héberger davantage d'ions, porteurs de charges électriques, dans un volume réduit.

Les chercheurs ont aussi identifié le matériau idéal pour reproduire une telle structure : le sulfure de germanium (GeS). Sous forme de poudre, le sulfate de germanium est d’abord vaporisé dans un four puis soufflé vers un espace plus froid, où il recristallise en lamelles très fines – entre 20 et 30 nanomètres d’épaisseur, pour 100 micromètres de long. Par soufflages successifs, il est possible d’agréger ces "pétales" jusqu’à former une fleur de GeS à très haute surface spécifique. Ces résultats ont été exposés dans la revue ACS nano.

Outre la formation d’électrodes de batteries et de super-condensateurs, les chercheurs prévoient également des applications dans le photovoltaïque. De fait, les propriétés semi-conductrices du GeS en font un excellent collecteur d’électrons à partir de la lumière solaire. Il s’agit aussi d’un matériau relativement abondant et non toxique. Reste que pour confectionner une structure si fine, le débit d’injection du GeS doit être régulé de près. Un vrai challenge pour la faisabilité du procédé à plus grande échelle.

Hugo Leroux

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