Il vous est sûrement déjà arrivé doublier de recharger votre téléphone cellulaire et davoir à conjuguer avec les nombreux inconvénients que cela entraîne. Grâce à une technologie conçue par Hydro Québec et lUniversité McGill, une telle situation pourrait bien un jour ne plus se reproduire.
Les batteries au lithium-ion ont favorisé la prolifération rapide dune panoplie de dispositifs mobiles, des téléphones aux tablettes en passant par les ordinateurs. Cependant, ces appareils doivent être rechargés fréquemment en raison de leur densité énergétique limitée.
« De nos jours, avec notre téléphone intelligent - un appareil offrant des applications variées, mais aussi très énergivores - nous transportons presque notre bureau dans nos poches. Le problème cest quon na pas toujours accès à une prise pour le recharger », explique le professeur George P. Demopoulos, directeur du Département de génie des mines et des matériaux de lUniversité McGill.
Cette contrainte a donné lieu à linvention de chargeurs solaires portatifs hybrides, des appareils difficiles à miniaturiser en raison de leur circuiterie complexe et des défis liés à lemballage.
Pour résoudre ce problème, des scientifiques de lUniversité McGill et de lInstitut de recherche dHydro-Québec travaillent à lélaboration dun dispositif unique permettant dabsorber et demmagasiner lénergie à partir de la lumière. En dautres mots, une batterie autochargeante.
Une première étape de franchie
Ce concept novateur, qui fait lobjet dun article dans la revue Nature Communications, ouvre la voie à la création de batteries photochargeables, cest-à-dire pouvant être chargées grâce à la lumière.
Létude démontre que la cathode dune batterie lithium-ion peut être rendue photosensible grâce à des molécules de colorants capables de capter la lumière. « Autrement dit, notre équipe de recherche a réussi à reproduire le processus de recharge en employant la lumière comme source dénergie », explique Andrea Paolella, lun des auteurs de létude et chercheur chez Hydro-Québec.
Reste à concevoir lautre moitié de lappareil, lanode, soit celle qui permettra de transférer et demmagasiner lénergie produite par la cathode décrite dans les travaux des chercheurs. Sils y parviennent, ils auront créé la toute première batterie au lithium-ion entièrement autochargeante.
Potentiel intéressant pour les appareils mobiles
Léquipe de recherche travaille déjà à la phase II du projet grâce à une subvention de 564 000 $ du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada.
« Nous avons réalisé la moitié du travail, affirme le professeur Demopoulos, coauteur principal de larticle avec Karim Zaghib dHydro-Québec, une sommité mondiale dans le domaine des batteries. Nous sommes capables de concevoir une électrode qui absorbe la lumière. Cette subvention nous permettra daller de lavant et de démontrer que le nouveau concept de batterie photochargeable est réalisable. »
« Je suis optimiste, et je crois que nous arriverons à produire une batterie entièrement fonctionnelle, dit M. Paolella, un ancien chercheur postdoctoral à lUniversité McGill. En théorie, notre objectif est de concevoir un nouveau système hybride de batterie solaire, qui, selon lénergie quil produira une fois miniaturisé, pourrait alimenter des dispositifs portatifs comme des téléphones. »
« Hydro-Québec est un chef de file mondiale dans le développement et linnovation de batteries de haute-performance et sécuritaires », ajoute Karim Zaghib, directeur du groupe de conversion et de stockage d'énergie de lInstitut de recherche dHydro-Québec.
Même sil faudra peut-être attendre quelques années avant dassister à laboutissement de la deuxième phase du projet, le professeur Demopoulos estime que ce « mode de chargement passif » pourrait jouer un rôle important pour les appareils portatifs du futur
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Journal
Nature Communications