Les batteries au carbone remplacent le lithium

Depuis 2014, la société américano-japonaise Power Japan Plus, engagée dans la recherche et le développement de matériaux pour batteries haute performance, a lancé la production d'un nouveau type de batterie. Des scientifiques de l'Université de Kyushu ont participé activement au développement. Ces batteries ont essentiellement un électrolyte organique, qui, cependant, fonctionne avec une cathode et une anode fabriquées à partir d'un composite à base de carbone, et le carbone pour les batteries est fabriqué à partir de coton, de grains de café ou de bambou.

Les nouvelles batteries sont appelées Ryden (batterie double carbone Ryden). Contrairement aux populaires d'aujourd'hui batteries au lithium-ion, batteries Ryden double carbone sont les plus efficaces et les plus écologiques. Les métaux rares et lourds ne sont pas utilisés ici, donc les batteries ne sont pas chères et sont entièrement recyclables. C'est actuellement le meilleur moyen de stocker l'énergie électrique.

Si vous regardez les batteries lithium-ion, créées à l'origine en 1991 par Sony Energitech, elles présentent bien sûr des avantages importants:

• recharger rapidement et décharger lentement;

• ont une faible auto-décharge de l'ordre de 10%;

• capable d'alimenter une large gamme d'appareils, des téléphones portables aux engins spatiaux sophistiqués.

Cependant, le lithium, malgré sa légèreté et sa bonne densité énergétique spécifique, présente également des inconvénients: empreinte carbone, toxicité, coût élevé et composants rares. Ces lacunes du lithium ont incité les chercheurs japonais à rechercher des alternatives moins toxiques, présentant moins de risques pour l'environnement et pouvant être facilement éliminées.

La capacité spécifique des batteries à double carbone est comparable à celle des batteries lithium-ion, mais en termes de sécurité, les nouvelles batteries sont nettement supérieures aux batteries au lithium. De plus, les nouvelles batteries conservent leur durée de vie beaucoup plus longtemps et se rechargent plus rapidement, ce qui en fait une excellente alternative aujourd'hui.

À l'été 2014, le Taisan Team a testé de nouvelles batteries sur une voiture de course électrique et les résultats ont dépassé toutes les attentes. La batterie légère Ryden n'a pas surchauffé pendant la course et le pilote n'a généralement pas eu besoin de s'arrêter ou de ralentir lorsque la batterie atteint une température dangereuse. Autrement dit, la batterie basée sur le système de refroidissement volumineux "double carbone" n'est pas requise en principe.

Le fabricant, bien sûr, ne divulgue pas toutes les subtilités concernant le dispositif de batterie, mais il revendique un processus chimique unique qui se déroule entre l'anode et la cathode en carbone ordinaire lui-même. Dans le même temps, la batterie est chimiquement complètement stable et non dangereuse, comme le lithium-ion, ni pour l'environnement, ni pour l'homme.

Les tests ont quant à eux montré une vitesse de charge 20 fois supérieure à celle des batteries lithium-ion de capacité similaire! La tension nominale d'une cellule est de 4 volts. La durée de vie est supérieure de 50% à celle des meilleurs analogues de lithium - 3000 par rapport aux 2000 cycles de charge-décharge maximaux précédemment réalisables.

La production de batteries à double carbone n'est pas associée à un changement dans les lignes existantes pour les batteries lithium-ion, et en raison du manque de métaux rares dans la liste des composants, la dépendance aux prix du marché des matières premières est exclue. Les coûts d'élimination ont également cessé d'être un problème et la production elle-même est presque entièrement exempte de déchets.

Un tel saut technologique colossal est le résultat d'un compromis auquel les fabricants et les développeurs sont parvenus, ils ont atteint l'équilibre souhaité », a déclaré Kaname Takeya, directeur technique de Power Japan Plus dans un communiqué de presse.

La production à grande échelle de batteries Ryden 18650 a commencé dans la préfecture d'Okinawa. Et maintenant, des batteries sûres et efficaces sont disponibles pour une variété d'applications, allant de l'équipement médical aux véhicules électriques, pour lesquels Power Japan Plus peut fournir des composants pour la création de batteries de grande capacité afin que les fabricants de véhicules électriques puissent obtenir la capacité requise pour l'auto-assemblage.

Depuis 2014, les chimistes de l'Université de l'Oregon recherchent un substitut écologique au lithium. À la recherche de biomatériaux efficaces, ils ont découvert un composant chimique qui pourrait révolutionner l'industrie des batteries électriques. Cradle to Cradle - c'est le nom du concept, qui suppose une réutilisation à 100% des matériaux obtenus au cours de la vie humaine: le produit est recréé ou du nouveau matériau est obtenu à partir du matériau d'origine.

L'innovation réside dans l'élimination des déchets dangereux par sa réutilisation dans la production de batteries. Une équipe de chercheurs a découvert la possibilité de créer des batteries fiables et bon marché à partir d'hydrocarbures aromatiques polycycliques.

Les composés d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) sont des contaminants et peuvent être trouvés partout. Le recyclage de ces composés vous permettra de créer des batteries durables, tout en nettoyant l'environnement. Étant des produits de la combustion d'hydrocarbures, les HAP sont distribués par l'eau, le sol, l'air et figurent sur la liste des substances les plus nocives pour l'environnement.

La batterie, qui a été développée à l'Université d'Origon, contiendra une anode en carbone et une cathode à base de HAP. La substance coronine est particulièrement intéressante. La coronine sous forme cristalline solide est sans danger. Selon les résultats des tests, il s'est avéré que la capacité ionique est assez élevée, la structure est chimiquement stable, et à l'avenir, il sera possible d'obtenir des batteries parfaitement adaptées pour économiser l'énergie du soleil et du vent en vue de son utilisation ultérieure.

Il y a un très gros avantage de la coronine sur le même carbone: le carbone est incompatible avec l'électrolyte non aqueux, alors que pour la coronine ce n'est pas du tout un problème! Autrement dit, les batteries s'avéreront sans entretien et en même temps fiables et stables. Soit dit en passant, des études concernant la formation des étoiles ont montré que les HAP sont présents dans la nébuleuse de la «Statue de la Liberté», c'est-à-dire que le Soleil est probablement également sorti de l'environnement contenant des HAP - «l'énergie provenant des étoiles sera utilisée dans les batteries et nous reviendra encore et encore », A déclaré Hanen Khattab, Ph.D. de l'Université du Québec à Montréal.

Évidemment, l'avenir est toujours avec des batteries au carbone. Ils seront bon marché à fabriquer, non toxiques, respectueux de l'environnement et pour l'homme. Le carbone est largement disponible. Le charbon ordinaire contient 80% de carbone. Tout organisme vivant ou mort est caractérisé par la teneur en composés carbonés.

La vie est impossible sans carbone. Les plantes reçoivent des composés de carbone de l'air, utilisent du carbone pour former le système racinaire. Les animaux reçoivent du carbone avec la nourriture. Les deux émettent dans la composition du dioxyde de carbone. D'une manière ou d'une autre, le carbone ne fait pas défaut, et cela nous donne de l'espoir.