Les batteries au calcium se rapprochent de la commercialisation

Les batteries lithium-ion ont joué un rôle important dans l’avancement du secteur énergétique, mais leurs limites ont incité les chercheurs à explorer d’autres alternatives. Parmi ces alternatives figure la batterie au calcium, et des chercheurs ont récemment mis au point un prototype prometteur de cette technologie.

À la recherche d’alternatives aux batteries lithium-ion

Alors que la demande mondiale en énergies renouvelables continue de monter en flèche et que l’urgence de lutter contre le changement climatique s’intensifie, la recherche de solutions de stockage d’énergie efficaces et durables est devenue primordiale. Or, bien que les batteries lithium-ion traditionnelles aient prouvé leur efficacité dans le domaine de l’électronique portable, des véhicules électroniques et dans le stockage de l’énergie renouvelable, il ne faut pas oublier qu’elles ont une limite en matière de capacité, de coût et d’impact environnemental.

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Il faut notamment prendre en compte le fait que le lithium est une ressource limitée. À mesure que la demande en batteries lithium-ion augmente, les problèmes concernant sa disponibilité à long terme et les impacts environnementaux et sociaux associés à son extraction se font plus évidents. C’est ainsi l’une des principales raisons pour lesquelles les chercheurs cherchent d’autres types de batteries alternatives, dont notamment les batteries au calcium. Il s’agit d’un type de batterie rechargeable qui utilise des ions calcium comme porteurs de charge.

Un prototype prometteur

Également appelée batterie calcium-ion ou batterie calcium métal, la batterie au calcium a fait l’objet d’une expérimentation de la part des chercheurs de l’université du Tohoku, au Japon. Les scientifiques ont développé un prototype de batterie au calcium rechargeable avec une capacité de 500 cycles de charge-décharge répétés. C’est une percée importante dans la mesure où, jusqu’à présent, il y avait des problèmes concernant le manque d’un électrolyte efficace.

De plus, il fallait également trouver un matériau de cathode avec des capacités de stockage d’ions calcium suffisantes pour développer ce genre de batterie. Les chercheurs japonais ont surmonté ces deux problèmes. Ils ont développé une cathode composite de nanoparticules de sulfure de cuivre/carbone, ainsi qu’un nouvel électrolyte au calcium sans fluor à base d’hydrures. Au cours des tests de performance, il a été constaté que ce nouvel électrolyte avait une conductivité et une stabilité électrochimique élevées.

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De son côté, la nouvelle cathode avait également des propriétés électrochimiques satisfaisantes grâce à sa structure en couches lui permettant de stocker une variété de cations. De plus, les chercheurs lui ont découvert une grande capacité théorique de 560 mAh/g-1 ; soit le double, voire le triple de la capacité des matériaux cathodiques actuellement utilisés pour les batteries lithium-ion. Sur la base de ces découvertes, les chercheurs pensent qu’ils sont sur la bonne voie dans le développement de batteries au calcium. Les résultats de leur étude ont été publiés dans la revue Advanced Science.