Depuis sa découverte en 2004, le graphène a révolutionné la science des matériaux et au-delà. Les scientifiques améliorent les batteries au sodium grâce au graphène nanocellulaire, un type de graphène spécialisé doté d'une grande surface spécifique.
Leurs recherches ont porté sur une technique de désalliage exploitant la miscibilité des composants d'un alliage dans un bain de métal en fusion. Ce procédé corrode certains composants tout en préservant les autres. Park et ses collègues ont démontré que les matériaux sans gluten non cœliaque (NCG) fabriqués selon cette méthode présentent une résistance à la traction et une conductivité élevées, même après graphitisation. Le matériau a été testé dans une batterie sodium-ion (SIB) où il a servi à la fois de matériau actif et de collecteur de courant.
Selon Won-Young Park, étudiant diplômé de l'université de Tohoku, « Nous avons découvert que les atomes de carbone s'auto-assemblent rapidement en NCG sans fissures lors du désalliage de métal liquide d'un précurseur amorphe Mn-C dans du bismuth fondu. »
« Nous avons utilisé le NCG développé comme matériau actif et collecteur de courant dans un SIB, où il a démontré un taux de charge élevé, une longue durée de vie et une excellente résistance à la déformation. À terme, notre méthode de fabrication de NCG sans fissures permettra d'améliorer les performances et la flexibilité des SIB, une technologie alternative aux batteries lithium-ion pour certaines applications, notamment dans le stockage d'énergie à grande échelle et les systèmes d'alimentation stationnaires où les considérations de coût, de sécurité et de durabilité sont primordiales », a ajouté Park Young.
À propos du graphène
Il est constitué de feuillets d'atomes de carbone bidimensionnels qui se lient pour former un fin hexagone d'une épaisseur équivalente à une couche atomique et présente des propriétés physiques et chimiques exceptionnelles. Il est produit par empilement de plusieurs couches et contrôle de la structure interne grâce à la morphologie cellulaire à l'échelle nanométrique.
Caractéristiques :
- Le graphène est extrêmement solide, léger, flexible et transparent avec une excellente conductivité électrique et thermique.
- Il possède une grande surface et une imperméabilité aux gaz.
- Il est également utile dans diverses applications, notamment transistors et biocapteurs à grande vitesse.
Avez-vous entendu parler de la façon dont les batteries sodium-ion peuvent révolutionner les énergies renouvelables ?
Possibilité d'amélioration
Bien que les scientifiques améliorent les batteries au sodium grâce au graphène nanocellulaire et que ce matériau présente un fort potentiel pour les appareils électroniques, les dispositifs énergétiques et les capteurs, les problèmes de fabrication freinent les progrès. En effet, lors de sa production, il se fissure fréquemment . Ceci conduit à la recherche de technologies de traitement innovantes capables de produire des graphènes nanocellulaires homogènes, sans fissures et sans défauts, à des échelles appropriées.
Source : Amélioration des batteries sodium-ion grâce au graphène nanocellulaire mécaniquement robuste
