Des chercheurs développent un système pour stocker de l’énergie dans des pierres

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Et si les murs de votre maison pouvaient stocker de l’énergie ? Pas tout à fait impossible… Des scientifiques coréens ont récemment développé une méthode qui permet de transformer des surfaces en pierre en supercondensateurs.

« Ce serait pratique si les surfaces des pièces pouvaient charger des appareils domestiques intelligents ou d’autres petits appareils électroniques sans être connectées au réseau électrique », commente au sujet de ces recherches un communiqué publié par l’American Chemical Society. Les détails ont été publiés dans la revue scientifique du même nom.

Les supercondensateurs sont des unités de stockage d’énergie. Ils se définissent un peu à mi-chemin entre la batterie, qui stocke de l’énergie, et les condensateurs électrolytiques classiques, qui permettent plutôt de stabiliser une alimentation électrique en se rechargeant et se déchargeant très rapidement.

L’objectif des chercheurs était ici de parvenir à intégrer les composants électriques nécessaires à la création d’un supercondensateur dans de la pierre. Ainsi, des éléments parfaitement intégrés dans une maison pourraient servir de relais pour alimenter de petits dispositifs électroniques comme des éclairages LED, des haut-parleurs, des thermostats… Un défi technique, expliquent-ils, puisque la pierre, même lisse, possède des irrégularités qui rendent la tâche difficile.

S’ils se sont attelés à cette tâche malgré la difficulté, c’est parce qu’une telle unité de stockage pourrait avoir des utilisations très concrètes dans la construction d’habitations. En effet, le granit, ou le marbre, par exemple, sont déjà fréquemment utilisés dans la construction ou la rénovation, affirment les scientifiques. Ces matériaux sont aussi écologiques. En travaillant sur un carreau de marbre, ils sont parvenus à créer ce fameux supercondensateur avec succès.

Un carreau de marbre qui stocke de l’électricité

Ils ont effectué des tests, et ces derniers ont montré que l’appareil conserve une capacité de stockage d’énergie élevée même après 4000 cycles de charge-décharge. Ils ont également essayé de relier plusieurs de ces dispositifs ensemble dans un réseau trois par trois. Suffisamment d’énergie a alors pu être stockée pour allumer une LED.

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Figure S1. Description schématique du processus de fabrication des supercondensateurs dans un mur en pierre. © Bongchul Kang et al.

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Pour parvenir à ce résultat, les chercheurs ont « modelé » une solution de nanoparticules d’oxyde de cuivre sur le fameux carreau de marbre. Ils ont disposé les nanoparticules en deux côtés, formant une sorte de « peigne » dont les dents étaient intercalées. Ils ont ensuite pointé un laser proche infrarouge sur les nanoparticules pour les intégrer dans la forme voulue. Ils ont alors obtenu des électrodes de cuivre pur « poreuses, hautement conductrices et fortement attachées à la surface de la pierre », explique le communiqué.

Afin de former la cathode (la borne positive), ils ont ensuite déposé de l’oxyde de fer sur l’une des électrodes obtenues. Sur l’autre, ils ont ajouté de l’oxyde de manganèse pour former l’anode (borne négative). La couche d’électrolyte reliant les électrodes a été réalisée à partir d’une solution de perchlorate de lithium et de polymère.

Les scientifiques affirment que leur système, en s’intégrant à la pierre, montre une très bonne résistance aux impacts. De tels dispositifs de « microénergie » en pierre pourraient donc « fournir une alimentation haute performance, personnalisable et facilement accessible à partir de matériaux de construction naturels ».

Source : ACS

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