Les piles à protons respectueuses de l'environnement s'ajoutent à la liste des alternatives au lithium-ion

Des chercheurs de l'UNSW Sydney ont réussi à créer une nouvelle batterie organique à protons. Cette batterie repose sur un composé organique nouvellement synthétisé, la tétraamino-benzoquinone (TABQ). Les chercheurs sont enthousiastes car cette batterie constitue une alternative viable et durable à la norme actuelle du lithium et offre plusieurs avantages par rapport aux technologies plus anciennes.

L'une des améliorations fondamentales des batteries à protons par rapport aux batteries lithium-ion est qu'elles ne dépendent pas du lithium. Le lithium est une ressource limitée et n'est pas disponible partout de la même manière, ce qui entraîne souvent des problèmes d'approvisionnement et de commerce. En outre, le lithium est dangereux lorsqu'il est mal manipulé et a la réputation d'être difficile à recycler. Au lieu de cela, la batterie à protons utilise le TABQ, une version moléculairement modifiée de la tétrachloro-benzoquinone ou TCBQ. Le TCBQ est déjà connu et utilisé comme matériau d'électrode, mais il n'est pas assez efficace pour remplir la fonction d'une batterie, à savoir stocker l'énergie chimique et la convertir en énergie électrique. Heureusement pour les chercheurs, le TCBQ est le point de départ idéal pour le TABQ, car sa structure est bien mieux adaptée pour retenir les protons.

Comme les autres batteries, les batteries à protons transforment l'énergie chimique en énergie électrique au moyen d'une anode et d'une cathode. Pour ces piles à protons, l'anode utilisée est la TABQ, en raison de sa capacité à retenir les protons, et la cathode est la TCBQ. Entre les deux, les chercheurs ont utilisé de l'eau pour faciliter le transfert des protons. L'eau présente également un avantage significatif par rapport au lithium, car elle ne s'enflamme pas facilement, contrairement au sel de lithium hautement inflammable que l'on trouve dans les batteries li-ion. En outre, l'eau contribue efficacement à la perte et au gain d'électrons entre les deux matériaux, également connus sous le nom de réaction d'oxydoréduction, ce qui permet en fin de compte à la batterie de fonctionner.

Les premiers essais de la batterie sont prometteurs. Les chercheurs ont testé la batterie avec succès pendant 3 500 cycles de charge et ont constaté qu'elle présentait un certain nombre de qualités. Elle présente une capacité élevée et une forte densité de puissance grâce à la capacité et à l'affinité du TABQ pour les protons. Les protons ont l'avantage de se déplacer rapidement, ce qui signifie des temps de charge plus courts et une utilisation de l'eau plus rapide, rendant la batterie beaucoup plus sûre que le li-ion. Bien que sa synthèse ne soit pas bon marché à l'heure actuelle, le TABQ permet aux fabricants de fabriquer cette batterie à partir de matériaux organiques disponibles en abondance. Il est à espérer que ces résultats passionnants et prometteurs accéléreront le développement de cette technologie puissante et respectueuse de l'environnement.