Une chercheuse vietnamienne invente une batterie au lithium à durée de vie prolongée

Des chercheurs de l'Université de Californie à Irvine (UIC) ont inventé une batterie au lithium avec un noyau composé de nanofibres qui peut être rechargée des centaines de milliers de fois.

Il s'agit d'une avancée technologique majeure, qui ouvre la voie à la création de batteries capables de durer des centaines, voire des milliers d'années. Elles contribueront également à prolonger la durée de vie des batteries des ordinateurs, des smartphones, des voitures et des engins spatiaux.

La personne derrière cette découverte révolutionnaire dans l'industrie des batteries est Mya Le Thai, une étudiante diplômée américano-vietnamienne qui prépare son doctorat à l'UCI.

Les scientifiques cherchent depuis longtemps à utiliser des nanofils dans les batteries. Un nanofil peut être des milliers de fois plus fin qu'un cheveu humain, est hautement conducteur et possède une grande surface permettant un stockage et un transfert aisés des électrons.

Cependant, les nanofibres sont extrêmement fragiles et ne conviennent pas à la charge et à la décharge répétées des batteries. Lorsqu'elles sont utilisées pour fabriquer une batterie lithium-ion classique, elles gonflent, deviennent cassantes et commencent à se fissurer.

Les chercheurs de l'UCI ont résolu ce problème en enrobant un nanofil composé de molécules d'or d'une enveloppe de dioxyde de manganèse. Le nanofil a ensuite été immergé dans un électrolyte en gel de plexiglas. Cette combinaison a considérablement accru la stabilité du nanofil.

Le chef de l'équipe de recherche, le Dr Mya Le Thai, a testé cette batterie en la chargeant et en la déchargeant jusqu'à 200 000 fois en trois mois sans détecter aucun changement de capacité, d'électricité ou de nanofils.

Mye Le Thai et une batterie au lithium fabriquée à partir de nano. (Source photo : UIC).

La découverte est venue tout à fait par hasard. Alors que Mya expérimentait des composés chimiques, elle a recouvert tous les nanofils d'une très fine couche de gel. C'est alors que Mya a commencé à remarquer quelque chose de différent dans la batterie.

Selon Reginald Penner, directeur du département de chimie de l'UCI, Mya Le Thai a rechargé la structure en nanofibres qu'elle a créée des centaines de milliers de fois lors de ses expériences. Normalement, ce type de fibre ne serait détruit qu'après avoir été rechargé environ 6 000 à 7 000 fois, a précisé Penner.

Les chercheurs pensent que l’oxyde métallique flexible rend les nanofibres plus flexibles et résistantes à la fissuration.

« Les électrodes recouvertes de dioxyde de manganèse conservent bien mieux leur forme, ce qui en fait une option plus fiable », a déclaré Mya Le Thai. « Cette recherche démontre qu'une batterie à électrodes nanofilaires peut avoir une longue durée de vie et que nous pouvons réellement fabriquer des batteries de ce type. »

Cette recherche a été menée en collaboration avec l’Université du Maryland et financée par le ministère américain de l’Énergie.

Mya Le Thai a étudié les nanotechnologies en licence à l'UCLA. Elle est professeure adjointe à l'UCI depuis plus de deux ans.

En 2015, elle a déménagé à Washington DC pour travailler au Centre de recherche sur les frontières énergétiques du Département de l'énergie, avant de retourner à l'UCI pour effectuer des travaux d'organisation pour les comités de recherche en nanotechnologie de l'université.

Mya Le Thai poursuit actuellement son doctorat en chimie physique à l'UCI.

Selon Khoahoc.tv