La batterie au potassium métal apparaît comme une rivale de la technologie lithium-ion

Une équipe de scientifiques de l'Institut polytechnique Rensselaer a développé une technique d'auto-guérison qui élimine les dendrites dégénératives de l' anode pendant la charge. Un pas en avant qui permettra à l'accumulation d'ions potassium de faire son chemin sur le marché.

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Anodes en métal de potassium et recharge ultra rapide - C'est ainsi que les batteries au potassium ciblent le marché.

Le lithium est cher, écologiquement discutable lorsqu'il est utilisé en grande quantité, et sa sécurité en stockage n'a pas encore atteint 100%. Cependant, c'est toujours la meilleure solution du marché pour les batteries de voiture et les appareils électriques.

Parmi les alternatives conçues pour détrôner le lithium , l'un des candidats les plus prometteurs est les batteries au potassium . Le principal avantage de cette technologie est l'abondance et le faible coût du potassium, ainsi qu'une vitesse de chargement remarquable. De plus, en utilisant des anodes métal-potassium, ces batteries peuvent être construites avec des densités d'énergie (à la fois en volume et en poids) comparables aux batteries au lithium .

Jusqu'à présent, un problème qui était également présent dans les unités lithium-ion était la formation de dendrites. Au fur et à mesure que la batterie se charge et se décharge, de petits morceaux de métal commencent à adhérer à l'anode, formant de petites branches pointues appelées dendrites. Ces formations peuvent percer la membrane isolante qui sépare l'anode de la cathode et provoquer un court-circuit dans la batterie. Aujourd'hui, une équipe de scientifiques du Rensselaer Polytechnic Institute de l'État de New York affirme avoir développé une technique d'auto-guérison capable d'éliminer les dendrites de potassium .

La solution est apparemment contre-intuitive: l'équipe a fait fonctionner la batterie à un taux de charge et de décharge relativement élevé, augmentant la température interne mais d'une manière bien contrôlée, et encourageant les dendrites à se guérir.

Nikhil Koratkar, professeur de génie mécanique et auteur de l'étude, explique le processus en le comparant à ce qui arrive à un tas de neige à la fin d'une tempête: le vent et le soleil aident à déplacer les flocons du monticule de neige, en réduisant leur taille et enfin les aplatir.

De la même manière, l' augmentation de la température à l'intérieur de la cellule aidera à activer une diffusion superficielle des atomes de potassium ; ceux-ci se déplaceront latéralement de la "pile" qu'ils ont créée, lissant efficacement les dendrites.

Avec cette approche, l'idée est d'utiliser un système de gestion - de nuit ou lorsque la batterie n'est pas utilisée - qui applique cette chaleur locale provoquant l'auto-régénération.

Nikhil Koratkar.

Les résultats de la recherche ont été publiés dans PNAS.

Plus d'informations: news.rpi.edu

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