Des chercheurs ont mis au point un nouveau modèle pour prédire le transport ionique dans un matériau poreux. Il pourrait permettre de concevoir de nouveaux supercondensateurs avec des électrodes poreuses, afin de charger les appareils électriques en un temps record.

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    Imaginez pouvoir recharger un smartphone ou un ordinateur portable en seulement une minute, ou une voiture électrique en dix minutes. C'est le potentiel d'une nouvelle découverte effectuée par des chercheurs de l’université du Colorado à Boulder, et publié dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences.

    Cette avancée pourrait modifier la manière de concevoir les supercondensateurs. Concrètement, il s'agit d'un modèle qui prédit le mouvementmouvement des ionsions dans un réseau complexe de pores. Le but est de pouvoir concevoir des électrodesélectrodes poreuses afin d'augmenter la surface de contact avec l'électrolyte, et ce nouveau modèle permet de prédire le comportement de ce dernier.

    Vers des électrodes poreuses imprimées en 3D

    Pour parvenir à cette découverte, les chercheurs ont dû modifier les lois de Kirchhoff afin qu'elles puissent s'appliquer à un matériaumatériau poreux. « Nous démontrons que le transport des électrolytes est décrit par les lois de Kirchhoff en matièrematière de potentiel électrochimique de charge (la moyenne pondérée par la valencevalence des potentiels électrochimiques des ions) au lieu du potentiel électrique », expliquent-ils.

    Le modèle divise le temps de calcul nécessaire pour simuler les réseaux de pores par un million. Les chercheurs ont ainsi pu simuler un réseau triangulaire de 5 000 pores en seulement six minutes, sans perdre en précision par rapport aux simulations classiques. Cela devrait grandement faciliter la conception des électrodes imprimées en 3D, afin de créer des supercondensateurs beaucoup plus efficaces qui pourraient être intégrés dans tous les appareils électriques.