NTU développe des batteries qui durent 20 ans

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Chen Xiaodong, Tang Yuxin, Deng Jiyang

Les scientifiques de l'Université de technologie de Nanyang (NTU) ont développé des batteries qui peuvent être rechargées jusqu'à 70% en seulement deux minutes. Les batteries de nouvelle génération ont aussi une longue durée de vie de plus de 20 ans, plus de 10 fois par rapport à des batteries lithium-ion actuelles. Cette percée a un impact de grande envergure sur l'ensemble des industries, en particulier pour les véhicules électriques, où les consommateurs sont rebutés par les temps de recharge long et une durée de vie limitée de la batterie. Avec cette nouvelle technologie NTU, les conducteurs de véhicules électriques pourraient économiser des dizaines de milliers d'euros sur les coûts de remplacement de leurs batteries, et recharger leurs voitures en quelques minutes.

Couramment utilisés dans les téléphones mobiles, tablettes, et dans les véhicules électriques, les batteries lithium-ion rechargeables durent généralement environ 500 cycles de recharge. Ceci est l'équivalent de deux à trois ans d'utilisation normale, chaque cycle prenant environ deux heures pour que la batterie soit complètement chargée.

Le graphite traditionnel utilisé pour l'anode (pôle négatif) dans les batteries lithium-ion est remplacé par un nouveau matériau à base de dioxyde de titane dans la nouvelle batterie NTU.

Le dioxyde de titane est un matériau abondant, pas cher se trouvant dans le sol. Il est couramment utilisé comme additif alimentaire ou dans des lotions anti-solaires pour absorber les rayons ultraviolets nocifs.

Naturellement dans une forme sphérique, l'équipe NTU a trouvé un moyen de transformer le dioxyde de titane dans de minuscules nanotubes, qui est mille fois plus mince que le diamètre d'un cheveu humain. Cela accélère les réactions chimiques qui ont lieu dans la nouvelle batterie, ce qui permet la recharge ultra-rapide.

Le professeur Chen Xiaodong et son équipe feront une demande pour une subvention "Proof-of-Concept" pour construire un prototype de batterie à grande échelle. Avec l'aide de NTUitive, une filiale en propriété exclusive de la NTU mis en place pour soutenir les NTU start-ups. Cette technologie brevetée, a déjà suscité l'intérêt de l'industrie.

La technologie est actuellement autorisé par une entreprise pour la production éventuelle. Le Professeur Chen s'attend à ce que la nouvelle génération de batteries à charge rapide sera sur le marché dans les deux prochaines années. C'est également une solution clé pour surmonter les problèmes d'alimentation de longue durée liés à l'électro-mobilité.

"Les voitures électriques seront en mesure d'augmenter leur capacité de façon spectaculaire, avec seulement cinq minutes de recharge, c'est le temps nécessaire pour mettre de l'essence à la pompe pour les voitures actuelles. Nous pouvons maintenant réduire de façon drastique les déchets toxiques produits par les batteries actuellement disponibles, nos batteries durent dix fois plus longtemps que la génération de batteries lithium-ion."a déclaré le professeur Chen.

La durée de vie de 10.000 cycles de la nouvelle batterie signifie également que les conducteurs de véhicules électriques pourront économiser sur le coût de remplacement de la batterie, en moyenne 5000 $ US chacune. Selon Frost & Sullivan, une société de croissance et de consulting de premier plan, le marché mondial des batteries lithium-ion rechargeables est projetée à une valeur de 23,4 milliards de dollars en 2016. Les batteries au lithium-ion utilisent généralement des additifs pour fixer les électrodes à l'anode, ce qui affecte la vitesse à laquelle les électrons et les ions peuvent être transférer dans et hors des batteries.

Cependant, de nouvelles électrodes à base de nanotubes de dioxyde de titane du professeur Chen élimine le besoin de ces additifs et peuvent emmagasiner plus d'énergie dans le même espace. La fabrication de ce nouveau gel de nanotubes est très facile. Le dioxyde de titane et de l'hydroxyde de sodium sont mélangés et agités sous une certaine température afin que les fabricants de batteries intégrent facilement le nouveau gel dans leurs processus de production actuels.

Il y a 30 ans, le professeur Rachid Yazami qui appartient aussi à NTU, a été le co-inventeur de la batterie lithium-anode de graphite qui est utilisé dans les batteries lithium-ion d'aujourd'hui. Il a déclaré que l'invention du professeur Chen est une grande découverte dans la technologie de la batterie. "Bien que le coût des batteries lithium-ion a été considérablement réduit, et ses performances améliorées depuis que Sony l'a commercialisé en 1991, le marché s'étend rapidement à de nouvelles applications dans la mobilité électrique et le stockage de l'énergie," a déclaré le professeur Yazami.
L'année dernière, le professeur Yazami a reçu le prestigieux Prix Draper par l'Académie nationale d'ingénierie pour son travail de pionnier dans le développement de la batterie lithium-ion avec trois autres scientifiques.
 

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