Cette technologie rendrait obsolète les batteries pour voitures électriques et smartphones

Publié par Adrien le 14/05/2024 à 13:00
Source: Science
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Une récente découverte dans le domaine des matériaux pourrait transformer le stockage d'énergie, notamment pour les véhicules électriques et les appareils électroniques. Des chercheurs ont mis au point des condensateurs à partir de nouvelles "hétérostructures" permettant de réduire la vitesse à laquelle l'énergie se dissipe, sans impacter leur capacité à se charger rapidement.


Image d'illustration Pixabay

Cette avancée, issue d'un heureux hasard, pourrait significativement améliorer l'autonomie des appareils électroniques grand public comme les ordinateurs portables ou les smartphones. En outre, elle pourrait accroître la souplesse du stockage d'énergie à l'échelle des réseaux. Ces résultats ont été publiés le 18 avril dans la revue Science.

Les condensateurs, contrairement aux batteries, emmagasinent l'électricité dans un champ électrique, ce qui permet une charge et une décharge rapides pour un accès immédiat à l'énergie. Ils sont très utilisés dans les smartphones, par exemple pour des besoins ponctuels d'énergie rapide comme le flash de l'appareil photo.

Ces condensateurs utilisent des matériaux dits ferroélectriques qui peuvent garder en "mémoire" leur état électrique même après avoir été débranchés. Cependant, ils ne maintiennent pas l'énergie aussi longtemps que les batteries.

Par ailleurs, les chercheurs ont trouvé par hasard qu'un minuscule espace au centre de ces structures augmentait le temps pendant lequel les condensateurs conservent leur charge avant de la perdre. Ces structures, très fines avec seulement 30 nanomètres d'épaisseur, combinent des propriétés conductrices et non conductrices, ce qui les rend plus aptes à conserver l'énergie efficacement.

Ces hétérostructures, où des matériaux en 2D et en 3D sont superposés comme les feuilles de lasagne, ont montré une densité énergétique pouvant être jusqu'à 19 fois supérieure à celle des condensateurs actuels, avec une efficacité supérieure à 90%.

Cette découverte pourrait, si elle est reproduite à grande échelle, changer la manière dont nous stockons et accédons à l'énergie, en permettant une disponibilité quasi-instantanée sans compromettre la stabilité du stockage à long terme. Cela ouvrirait la voie à une utilisation accrue des condensateurs à charge rapide dans des domaines nécessitant un stockage à long terme, comme les véhicules électriques, ou pour des applications industrielles et la gestion de réseau électrique.
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