Un groupe de recherche de l’Université technique de Munich et du Massachusetts Institute of Innovation (MIT) vient de révéler que la lumière peut être utilisée pour augmenter le mouvement des ions dans les batteries lithium-ion. L’étude de recherche révèle que l’exposition des matériaux céramiques à la lumière peut augmenter considérablement la mobilité des ions pour les piles à combustible et, à l’avenir, peut-être pour les batteries.
Les batteries lithium-ion et les piles à combustible dépendent d’un grand mouvement des ions, mais cela fait face nombreux obstacles. À l’avenir, cet « effet opto-ionique » récemment découvert pourrait améliorer l’efficacité des électrolytes fins et puissants dans les batteries lithium-ion, permettant des taux de charge plus élevés ou ouvrant la voie au développement de toutes nouvelles technologies de stockage et de conversion électrochimiques fonctionnant à des niveaux de température plus bas et une efficacité plus élevée.
Jennifer LM Rupp, professeur de chimie des électrolytes à l’état solide à l’Université technique de Munich, déclare que son groupe a montré comment la lumière peut être utilisée pour réduire les barrières rencontrées par les ions aux limites des grains céramiques.
« Nos recherches montrent que l’éclairage des matériaux céramiques pour les piles à combustible et potentiellement pour les batteries à l’avenir peut augmenter considérablement le mouvement des ions », dit-elle. « Dans l’oxyde de cérium dopé au gadolinium, une céramique utilisée comme électrolyte à l’état solide dans les piles à combustible, l’éclairage a augmenté la conductivité aux frontières des grains d’un facteur 3,5 », décrit Rupp.
La toute nouvelle recherche utilise la réalité que la lumière peut être focalisée avec précision, ce qui permet de contrôler spatialement la circulation des ions à des points précisément définis ou de changer la conductivité dans les matériaux céramiques.
L’équipe de recherche affirme que la nouvelle découverte « opto -impact ionique » pourrait trouver un large éventail d’applications à l’avenir. Cela pourrait, par exemple, améliorer l’efficacité des électrolytes à l’état solide dans les futures batteries lithium-ion, en aidant à des vitesses de charge plus élevées. Les chercheurs de l’équipe affirment que le développement pourrait également ouvrir la voie à l’avancement de toutes nouvelles technologies de stockage et de conversion électrochimiques qui fonctionnent à des niveaux de température plus bas et atteignent des niveaux d’efficacité plus élevés.
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