Protection de batterie avec ingrédients cosmétiques
Protéger les batteries avec des produits cosmétiques : La gomme de xanthane, provenant de plantes comme le chou et renommée pour sa composition en glucides, agit traditionnellement comme une barrière naturelle dans les produits de beauté. Dans une récente innovation, cette substance a été réutilisée pour créer une couche protectrice pour les électrodes de batterie, sortant de son application typique dans les soins de la peau.
Protéger les batteries avec des produits cosmétiques : un film protecteur créé par le mélange de polymères
Le professeur Changshin Jo et Jooyoung Jang, doctorant au département de génie chimique de l’Université de Pohang pour la Science et la Technologie (POSTECH), ont collaboré pour fabriquer un film protecteur en mélangeant des polymères. Ce film renforce considérablement la durabilité des électrodes de batterie, leurs résultats de recherche étant mis en lumière dans le journal Energy Storage Materials.
En raison de la nature intermittente des sources d’énergie renouvelable telles que l’énergie solaire, l’importance des systèmes de stockage d’énergie (SSE) est en hausse. Ces systèmes permettent la capture et l’utilisation efficace de l’électricité, essentielles pour maximiser les avantages des énergies renouvelables. Bien que les batteries au lithium-ion (Li-ion) aient été traditionnellement utilisées dans les applications SSE, leur coût élevé et la rareté du lithium ont encouragé la recherche de solutions alternatives.
Un substitut prometteur au lithium est le zinc (Zn), un élément terrestre abondant. Les batteries à ions de zinc offrent une capacité de stockage d’énergie considérable et une sécurité accrue contre les risques d’incendie par rapport aux batteries au lithium-ion.
Cependant, garantir un dépôt de zinc cohérent sur les électrodes dans les batteries SSE reste un défi de taille. Les cycles de charge et de décharge répétitifs entraînent souvent la formation de structures cristallines à la surface du zinc, réduisant la durée de vie globale de la batterie.
Les biopolymères
L’équipe de recherche a utilisé de la gomme de xanthane, un biopolymère, conjointement à un polymère ioniquement conducteur pour créer un film protecteur pour les électrodes de batterie. Ce film, formé de l’interaction de ces polymères, protégeait efficacement l’électrode contre les dommages physiques et les contaminants chimiques.
Il contenait également un grand nombre de groupes fonctionnels d’oxygène essentiels pour favoriser la nucléation uniforme du zinc, améliorant le dépôt efficace du zinc à la surface de l’électrode.
Ce processus a notablement réduit la formation de cristaux indésirables ressemblant à des branches à la surface du zinc, assurant la stabilité du film même après avoir subi 200 jours de cycles de charge et de décharge répétés.
Le professeur Changshin Jo a exprimé l’espoir que cette recherche contribuera à faire progresser la technologie des SSE pour une production d’énergie verte durable. L’étude a reçu un financement de la National Research Foundation de Corée et du Korea Institute of Energy Technology Evaluation and Planning.
Lis l’article original sur sciencedaily.
Source : Jooyoung Jang, Jinyoung Chun, Changshin Jo. Couche protectrice mélangée de biopolymères pour stabiliser l’anode de zinc dans les applications de batteries métalliques. Energy Storage Materials, 2023; 62 : 102948 DOI : 10.1016/j.ensm.2023.102948
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