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Posté par Redbran le Samedi 06/05/2017 à 00:00
Vers des batteries autochargeantes
Une nouvelle technologie mise au point par Hydro-Québec et l'Université McGill pourrait sonner le glas des chargeurs de batteries.

Il vous est sûrement déjà arrivé d'oublier de recharger votre téléphone cellulaire et d'avoir à conjuguer avec les nombreux inconvénients que cela entraîne. Grâce à une technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) conçue par Hydro?Québec et l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) McGill, une telle situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non. Il inscrit un lieu dans un cadre plus...) pourrait bien un jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure...) ne plus se reproduire.

Les batteries au lithium-ion (Les accumulateurs à base de lithium utilisent des technologie en cours de mise au point, présentant un très important potentiel électrochimique. On distingue la technologie Lithium métal où l'électrode négative est...) ont favorisé la prolifération rapide d'une panoplie de dispositifs mobiles, des téléphones aux tablettes en passant par les ordinateurs. Cependant, ces appareils doivent être rechargés fréquemment en raison de leur densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau pure...) énergétique limitée.

"?De nos jours, avec notre téléphone (Le téléphone est un système de communication, initialement conçu pour transmettre la voix humaine.) intelligent - un appareil offrant des applications variées, mais aussi très énergivores - nous transportons presque notre bureau dans nos poches. Le problème c'est qu'on n'a pas toujours accès à une prise pour le recharger?", explique le professeur George P. Demopoulos, directeur du Département de génie des mines et des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) de l'Université McGill.

Cette contrainte a donné lieu à l'invention de chargeurs solaires portatifs hybrides, des appareils difficiles à miniaturiser en raison de leur circuiterie complexe et des défis liés à l'emballage.

Pour résoudre ce problème, des scientifiques de l'Université McGill et de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique...) d'Hydro-Québec (Hydro-Québec est une société d'État appartenant au gouvernement du Québec. Elle est responsable de la production, du transport et de la distribution de l’électricité au...) travaillent à l'élaboration d'un dispositif unique permettant d'absorber et d'emmagasiner l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) à partir de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière...). En d'autres mots, une batterie autochargeante.

Une première étape de franchie

Ce concept novateur, qui fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il est défini par les...) d'un article dans la revue Nature Communications, ouvre la voie à la création de batteries photochargeables, c'est-à-dire pouvant être chargées grâce à la lumière.

L'étude démontre que la cathode (La cathode est une électrode siège d'une réduction, que l'on qualifie alors de réduction cathodique. Elle correspond à la borne positive (+) dans une pile...) d'une batterie lithium-ion peut être rendue photosensible grâce à des molécules de colorants capables de capter la lumière. "?Autrement dit, notre équipe de recherche a réussi à reproduire le processus de recharge en employant la lumière comme source d'énergie?", explique Andrea Paolella, l'un des auteurs de l'étude et chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés et...) chez Hydro-Québec.

Reste à concevoir l'autre moitié de l'appareil, l'anode (L'anode est l'électrode où a lieu une réaction électrochimique d'oxydation (menant à la production d'électrons) par opposition à la cathode où se produit une...), soit celle qui permettra de transférer et d'emmagasiner l'énergie produite par la cathode décrite dans les travaux des chercheurs. S'ils y parviennent, ils auront créé la toute première batterie au lithium-ion entièrement autochargeante.

Potentiel intéressant pour les appareils mobiles

L'équipe de recherche travaille déjà à la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) II du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) grâce à une subvention (Une subvention est une aide financière, c’est-à-dire une somme d’argent, qui est allouée par une institution publique ou privée à une personne ou une organisation...) de 564?000 $ du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada.

"?Nous avons réalisé la moitié du travail, affirme le professeur Demopoulos, coauteur principal de l'article avec Karim Zaghib d'Hydro-Québec, une sommité mondiale dans le domaine des batteries.?Nous sommes capables de concevoir une électrode qui absorbe la lumière. Cette subvention nous permettra d'aller de l'avant et de démontrer que le nouveau concept de batterie photochargeable est réalisable.?"

"?Je suis optimiste, et je crois que nous arriverons à produire une batterie entièrement fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions. Initialement, le terme désignait les fonctions qui en prennent...), dit M. Paolella, un ancien chercheur postdoctoral à l'Université McGill.?En théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée sur l’observation ou...), notre objectif est de concevoir un nouveau système hybride (En génétique, l'hybride est le croisement de deux individus de deux variétés, sous-espèces (croisement intraspécifique),...) de batterie solaire, qui, selon l'énergie qu'il produira une fois miniaturisé, pourrait alimenter des dispositifs portatifs comme des téléphones.?"

"Hydro-Québec est un chef de file mondial dans le développement et l'innovation de batteries de haute-performance et sécuritaires", ajoute Karim Zaghib, directeur du groupe de conversion et de stockage d'énergie de l'Institut de recherche d'Hydro-Québec.

Même s'il faudra peut-être attendre quelques années avant d'assister à l'aboutissement de la deuxième phase du projet, le professeur Demopoulos estime que ce "?mode de chargement (Le mot chargement peut désigner l'action de charger ou son résultat :) passif?" pourrait jouer un rôle important pour les appareils portatifs du futur...

Le projet de recherche a été financé par Hydro-Québec. Le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada assurera le financement de la phase suivante en vertu de la Subvention de partenariat stratégique numéro 493929.

Référence publication:
Light-assisted delithiation of lithium (Le lithium est un élément chimique, de symbole Li et de numéro atomique 3.) iron phosphate (Un phosphate, en chimie inorganique, est un sel d'acide phosphorique résultant de l'attaque d'une base par de l'acide phosphorique.) nanocrystals towards photo-rechargeable lithium ion (Un ion est une espèce chimique électriquement chargée. Le terme vient de l'anglais, à partir de l'adjectif grec ἰόν (ion), se traduisant par « allant, qui va ».) batteries, by Andrea Paolella et al., Nature Communications

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Source: Université McGill