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Une percée dans la conductivité du magnésium permet de fabriquer des batteries solides pour les véhicules électriques sans lithium coûteux

La conductivité du magnésium atteint le niveau d'application des piles à l'état solide (image : Université des sciences de Tokyo)
La conductivité du magnésium atteint le niveau d'application des piles à l'état solide (image : Université des sciences de Tokyo)
La fabrication de batteries solides pour les véhicules électriques sans lithium, matériau rare et coûteux, pourrait devenir réalité grâce à la découverte par des scientifiques japonais d'une solution de rechange viable utilisant des ions de magnésium. Le magnésium est bon marché et abondant et la longue lutte pour améliorer sa conductivité dans les solides a finalement permis de surmonter les inconvénients de ce matériau.

Des chercheurs de l'université des sciences de Tokyo ont trouvé le moyen d'utiliser du magnésium abondant au lieu du lithium coûteux dans la prochaine génération de batteries solides pour véhicules électriques ( ). L'obstacle de la conductivité du magnésium, qui a duré des décennies avant de remplacer le lithium comme matériau de batterie solide, a été surmonté par l'ajout de matériaux organiques et d'un accélérateur. Le professeur associé junior Masaaki Sadakiyo explique cette percée comme suit :

Dans ce travail, nous avons exploité une classe de matériaux appelés cadres métallo-organiques (MOF). Les MOF ont des structures cristallines très poreuses, qui fournissent l'espace nécessaire à une migration efficace des ions inclus. Ici, nous avons en outre introduit une "molécule invitée", l'acétonitrile, dans les pores du MOF, ce qui a permis d'accélérer fortement la conductivité du Mg2+.

En conséquence, le niveau généralement faible de la conductivité des ions magnésium dans les matériaux solides à température ambiante, a été considérablement augmenté pour atteindre le seuil de 10-3 S cm-1 requis pour une application tangible dans les batteries à l'état solide

Cette supraconductivité des ions magnésium a peut-être ainsi atteint un record, mais il s'agit du minimum requis pour la production pratique de batteries à l'état solide. L'équipe de scientifiques japonais s'efforce donc maintenant d'améliorer encore le niveau de conductivité du nouveau matériau à base de magnésium.

Contrairement au lithium, le magnésium n'est pas considéré comme une terre rare et est abondant dans la croûte terrestre. En outre, Elon Musk a récemment exhorté les sociétés d'exploitation de lithium , comme les sociétés australiennes à se lancer également dans le raffinage, comme une "licence pour imprimer de l'argent"car les raffineurs de lithium pour batteries sont rares et la plupart d'entre eux sont situés en Chine.

En remplaçant le lithium par du magnésium dans les batteries à semi-conducteurs, les constructeurs de voitures électriques pourront échapper au quasi-monopole des raffineurs de lithium chinois et réduire considérablement le coût unitaire des cellules de cette technologie prometteuse

Les batteries à l'état solide les batteries à l'état solide présentent de nombreux avantages par rapport aux produits chimiques actuels, principalement en termes de sécurité et de durabilité. Par conséquent, toute percée de la recherche qui rend leur fabrication plus facile et moins coûteuse est une bonne nouvelle pour les principaux fabricants de véhicules électriques et leurs futurs clients.

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Daniel Zlatev, 2022-08- 5 (Update: 2022-08- 5)