Un supercondensateur doté d’une densité de stockage de l’électricité supérieure à des batteries a été mis au point par des chercheurs de l’Université centrale de Floride (UCF).

Le supercondensateur mince et flexible développé à l’Université de Floride bénéficie d’une forte densité d’énergie et de puissance. Crédit: Université centrale de Floride centrale

Les chercheurs de l’UCF ont utilisé des feuilles de quelques atomes d’épaisseur (ou « 2D ») de sulfure de tungstène (WS2), un métal de transition, pour recouvrir en plusieurs couches, comme des feuilles enroulées autour d’un axe, des fils nanométriques (« 1D ») conducteurs. Tandis que le nano-fil facilite le transfert rapide des électrons, les couches de WS2 ont la fonction de stocker les électrons à leur surface. Le nombre important de couches enroulées permet d’obtenir une surface totale importante à même de stocker beaucoup d’électrons autour du fil. Le nombre total de ces nanostructures détermine ensuite la capacité de stockage globale du dispositif. Si le principe était connu depuis plusieurs années, aucune équipe n’était parvenue jusqu’ici à trouver un procédé chimique simple pour réaliser facilement cette intégration des feuilles sur les nanofils conducteurs.  

Les supercondensateurs se distinguent des batteries par le fait qu’ils stockent les électrons sous l’effet d’un champ électrostatique à la surface du matériau adéquat, alors que les batteries classiques font intervenir des réactions électrochimiques. Cette propriété permet aux supercondensateurs de se recharger ou de se décharger beaucoup plus rapidement qu’une batterie, et leur offre, par ailleurs, une durée de vie (nombre de cycles sans dégradation des propriétés) beaucoup plus importante : dans les batteries, les électrodes se dégradent à force de répétition des réactions chimiques. En revanche, les supercondensateurs disposent généralement d’une très faible densité de stockage car les électrons ne sont stockés qu’à la surface, c’est pourquoi ils ne sont pas utilisés aujourd’hui dans nos smartphones et autres appareils mobiles.

Le supercondensateur mis au point par l’équipe aurait, en revanche, une densité de stockage bien supérieure, soit 3 200 mAh par gramme contre seulement 300 mAh pour les batteries classiques et une durée de vie supérieure à 30 000 cycles, contre 1500 pour les batteries. La technologie n’est pas prête à la commercialisation, précise l’équipe, mais la preuve de concept de leur « recette » de fabrication est faite et fera l’objet de brevets visant à atteindre des contraintes de production industrielle. 

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