Des supercondensateurs turbochargés par des laxatifs

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Des chercheurs ont découvert pourquoi des détergents, appelés liquides ioniques, sont de meilleurs électrolytes que les matériaux actuels et peuvent améliorer les supercondensateurs.

Des supercondensateurs booster aux détergents

Actuellement, des électrolytes aqueux et organiques sont utilisés, mais plus récemment, des chercheurs et des fabricants ont testé des liquides ioniques à la place pour améliorer leurs performances. Bien que les liquides ioniques soient des sels, à la température ambiante, ils ne sont étonnamment pas des solides cristallins – comme leur nom l’indique, ils sont en fait des liquides.

Cela confère aux liquides ioniques de nombreux avantages par rapport aux électrolytes conventionnels, car ils sont stables, ininflammables et souvent beaucoup plus écologiques. Pour explorer le potentiel offert par les liquides ioniques pour les technologies électrochimiques émergentes, les auteurs ont conçu un nouvel ensemble d’électrolytes liquides ioniques de type détergent très efficace et ont expliqué leur fonctionnement à la surface des électrodes.

Comprendre leur fonctionnement aidera à concevoir des dispositifs encore plus efficaces pour stocker l’énergie électrique. Le professeur Julian Eastoe, de l’école de chimie de l’Université de Bristol, et coauteur de l’étude. Il a déclaré: «pour faire cette découverte, il a fallu une équipe de scientifiques possédant des compétences très diverses, comprenant la synthèse chimique, des techniques de structure, de microscopie et électriques avancées ainsi que des méthodes de calcul.

Une nouvelle classe de liquides ioniques pour stocker de l’énergie plus efficacement

Xianwen Mao, coauteur du Massachusetts Institute of Technology (MIT), a ajouté: «Nous avons mis au point une nouvelle classe de liquides ioniques capables de stocker l’énergie de manière plus efficace. «Ces liquides ioniques de type détergent peuvent s’auto-assembler en structures bicouches de type sandwich sur les surfaces des électrodes. Et c’est la raison pour laquelle ils offrent de meilleures performances de stockage d’énergie. »

Typiquement, pour les électrolytes en contact avec une électrode chargée, la distribution des ions est dominée par les interactions de Coulomb électrostatiques. Cependant, cette distribution peut être contrôlée en rendant les liquides ioniques similaires à du savon de sorte que les molécules possèdent maintenant des domaines polaires et non polaires distincts, exactement comme les détergents ordinaires.

Ces électrolytes en forme de savon forment alors spontanément des structures bicouches à la surface des électrodes, ce qui améliore considérablement les capacités de stockage d’énergie. Les chercheurs ont découvert que la température et la tension appliquée affectaient également les performances de stockage d’énergie.

Des supercondensateurs améliorés dans les voitures hybrides

Cette nouvelle classe d’électrolytes peut convenir à des opérations exigeantes, telles que le forage pétrolier et l’exploration spatiale, mais peut aussi ouvrir la voie à de nouveaux supercondensateurs améliorés dans les voitures hybrides. Ces dispositifs sont des composants essentiels des voitures hybrides modernes et peuvent surpasser les batteries en matière de puissance et d’efficacité.

C’est notamment le cas lors du freinage par récupération, dans lequel le travail mécanique est transformé en énergie électrique, qui peut être stockée rapidement dans des supercondensateurs prêts à être libérés.

Cela réduit la consommation d’énergie et est beaucoup plus écologique. Plus important encore, en utilisant ces nouveaux électrolytes les futurs supercondensateurs pourraient même stocker plus d’énergie que les batteries, remplaçant potentiellement les batteries dans des applications telles que les véhicules électriques, les appareils électroniques personnels et les installations de stockage d’énergie au niveau du réseau.

Cette recherche a été publiée dans Nature Materials.

Source : University of Bristol
Crédit photo : Pixbay

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