Adieu les batteries ? Cette découverte sur le graphène pourrait tout changer

Qu'il s'agisse des véhicules électriques ou des appareils électroniques grand public, le stockage de l'énergie reste un défi majeur. Les batteries présentent encore des limites considérables en termes de puissance délivrée et de temps de recharge.

Les chercheurs travaillent donc sur des alternatives qui sont à la fois capables de se recharger rapidement et de stocker une bonne quantité d'énergie. Ils ont réalisé une avancée majeure dans le domaine des supercondensateurs à base de graphène.

Supercondensateurs : une alternative rapide aux batteries classiques

Contrairement aux batteries classiques qui stockent l'énergie sous forme de réactions chimiques, les supercondensateurs accumulent directement l'électricité à la surface de leurs électrodes. C'est ce qui leur permet de se charger plus vite.

L'efficacité de ce système dépend surtout du matériau utilisé pour ces électrodes. Parmi les matériaux les plus réputés figure le graphène qui est notamment apprécié pour sa conductivité.

Néanmoins, le problème est que le graphène est constitué de feuilles extrêmement fines. Elles se collent entre elles, à tel point que les ions ne peuvent pas circuler correctement et qu'une grande partie de la surface du graphène devient inaccessible.

Une solution innovante pour exploiter pleinement le graphène

Par conséquent, tout le potentiel du matériau ne peut pas être pleinement exploité. Pour remédier à ce problème, les chercheurs ont développé un nouveau matériau : le graphène réduit multiscalaire.

Ils l'ont ensuite intégré dans un format de batterie déjà utilisé aujourd'hui, les « pouch cells ». Il s'agit d'un format de cellules rechargeables que l'on retrouve dans les voitures électriques et les appareils électroniques comme les smartphones, les ordinateurs portables, les tablettes, etc.

La nouvelle approche des chercheurs consiste à chauffer le graphène réduit multiscalaire en deux étapes. Cela permet d'obtenir un réseau de graphène dense et incurvé, organisé sur plusieurs niveaux.

Vers des supercondensateurs capables de rivaliser avec les batteries

Cette structure améliore considérablement la circulation des ions tout en offrant une surface étendue pour le stockage de l'énergie. Une telle avancée ouvre des perspectives prometteuses pour les dispositifs de stockage d'énergie actuels.

Comme l'explique Mainak Majumder, co-auteur de l'étude, « Cette découverte pourrait nous permettre de construire des supercondensateurs à charge rapide capables de stocker suffisamment d'énergie pour remplacer les batteries dans de nombreuses applications, et de la restituer beaucoup plus rapidement ».

Source : Nature Communications