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Générateurs électrochimiques : vers une nouvelle génération de matériaux

ActualitéClassé sous :recherche , CNRS , Centre d'élaboration des matériaux et d'études structurales

Deux équipes du CNRS du Centre d'élaboration des matériaux et d'études structurales (CEMES, Toulouse) et du Laboratoire de réactivité et de chimie des solides (CNRS - Université d'Amiens), viennent de mettre en évidence un nouveau processus électrochimique qui ouvre la voie à de nouvelles familles de matériaux d'électrode. Leurs potentialités devraient permettre de dépasser les performances des générateurs actuels, notamment pour la réalisation de batteries rechargeables. Ils font l'objet d'un article publié dans la revue Nature Materials du mois de novembre 2003.

Le développement des appareils autonomes (génération du sans-fil) provoque une demande de générateurs électrochimiques de plus en plus performant associant des caractéristiques de taille et de poids toujours plus faibles. Les systèmes actuellement commercialisés utilisent des matériaux dits d'insertion électrochimique datant des années 70 pour lesquels les limites d'amélioration sont proches d'être atteintes. Pour les dépasser, il est nécessaire de mettre au point de nouveaux matériaux dont la réactivité électrochimique sera novatrice.

Parmi les voies explorées, les processus de conversion ou déplacement électrochimique, (échanges de plus d'un électron par métal de transition associés à une recombinaison chimique), commencent à donner de bons résultats mais la réversibilité des phénomènes n'est pas encore totalement maîtrisée. Une des voies envisageables est d'associer les deux fonctions, insertion et déplacement, dans un seul et même composé afin d'allier leurs performances et permettre une bonne réversibilité, ce qui est nécessaire pour la réalisation de batteries dites rechargeables.

A partir de ces constatations, les chercheurs du CNRS ont élaboré un nouveau matériau dont les caractéristiques, tant structurales que chimiques, devraient permettre de répondre à ces attentes. L'approche conjointe de la cristallochimie et de l'électrochimie leur a permis d'élaborer une nouvelle génération de matériaux à usage d'électrode positive pour les générateurs électrochimiques. La généralisation des processus leur a permis d'identifier les paramètres à l'origine de ces propriétés. Ces travaux ouvrent la voie à de nouveaux axes de recherches permettant de lever les verrous technologiques à l'origine des limites de performances des générateurs actuels.

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