Un étudiant vietnamo-américain diplômé invente une batterie au lithium à durée de vie illimitée.

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'un immense progrès technologique, qui jette les bases de 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 d'ordinateurs, de smartphones, de voitures et d'équipements spatiaux.

La personne à l'origine de cette découverte révolutionnaire dans le domaine des batteries est Mya Le Thai, une doctorante d'origine vietnamienne qui se prépare à obtenir son doctorat à l'UCI.

Les scientifiques cherchent depuis longtemps à appliquer les nanofils à la fabrication de batteries. Un nanofil peut être des milliers de fois plus fin qu'un cheveu humain, possède une conductivité très élevée et une grande surface qui facilite le stockage et le transfert d'électrons.

Cependant, ces nanofibres sont extrêmement fragiles et ne conviennent pas aux cycles de charge et de décharge répétés des batteries. Utilisées pour fabriquer une batterie lithium-ion classique, elles gonflent, deviennent plus cassantes et finissent par se fissurer.

Des chercheurs de l'UCI ont résolu ce problème en recouvrant un nanofil composé de molécules d'or d'une couche de dioxyde de manganèse. Ces nanofils ont ensuite été immergés dans un électrolyte gélifié en plexiglas. Cette combinaison a permis d'accroître considérablement la durabilité des nanofils.

La responsable de l'équipe de recherche, le Dr Mya Le Thai, a testé ce type de batterie en la chargeant et en la déchargeant jusqu'à 200 000 fois sur une période de trois mois sans détecter aucun changement de capacité, de puissance ou de nanofils.

Mye Le Thai et une batterie au lithium fabriquée à partir de nanoparticules. (Source de l'image : UIC).

Cette découverte est tout à fait fortuite. Alors que Mya menait des expériences avec des composés chimiques, elle a recouvert l'intégralité du nanofil d'une très fine couche de gel. Dès lors, Mya a commencé à remarquer quelque chose d'inhabituel concernant la batterie.

D'après Reginald Penner, directeur du département de chimie de l'UCI, Mya Le Thai a rechargé la structure de nanofibres qu'elle a créée des centaines de milliers de fois lors de ses expériences. Penner précise que, normalement, ce type de fibre ne nécessite que 6 000 à 7 000 cycles de recharge avant de se détériorer.

Les chercheurs pensent que les oxydes métalliques malléables ont rendu les nanofibres plus flexibles et plus résistantes à la rupture.

« 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 base d'électrodes en nanofils peut avoir une longue durée de vie, et que nous pouvons effectivement fabriquer des batteries de ce type. »

Ces recherches ont été menées en collaboration avec l'Université du Maryland et grâce à un financement du Département de l'Énergie des États-Unis.

Mya Le Thai a étudié la nanotechnologie durant son cursus de premier cycle à l'UCLA. Elle a ensuite été professeure adjointe principale à l'UCI pendant plus de deux ans.

En 2015, elle a déménagé à Washington DC pour travailler au Centre de recherche avancée sur l'énergie du département américain de l'Énergie, avant de retourner à l'UCI pour occuper plusieurs postes organisationnels au sein des équipes de recherche en nanotechnologie de l'université.

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

Selon Khoahoc.tv