C’est l’un des points essentiels de notre vie courante, et pourtant, rare sont les découvertes de cette ampleur. Nous parlons bien entendu de ce qui stocke l’énergie et est capable de la restituer. Un nouveau matériau qui permet de stocker de grandes quantités d’énergie avec très peu de perte a été développé par des chercheurs de l’Université Nationale Australienne (UNA).
Le matériau a des applications pratiques, pouvant être mis dans le stockage d’énergie, les voitures électriques, comme les domaines de la défense et des technologies spatiales.
« Les matériaux diélectriques sont utilisés pour fabriquer des composants électriques fondamentaux appelés condensateurs qui stockent l’énergie », a expliqué la Professeure agrégée Yun Liu, de l’UNA au département de recherche en chimie, et co-auteure de l’étude détaillant le nouveau matériel.
Le nouveau matériau diélectrique à base d’oxyde de métal surpasse les condensateurs actuels dans de nombreux aspects : il stocke de grandes quantités d’énergie et fonctionne de -190°C à 180°C, et est moins cher à fabriquer que les composants existant.
« Notre matériau fonctionne beaucoup mieux que les matériaux existants hautement diélectrique, de sorte qu’il a un énorme potentiel. Avec la poursuite de son développement, le matériau pourrait être utilisé dans des ‘supercondensateurs’ qui stockent d’énormes quantités d’énergie, en supprimant les limitations actuelles de stockage d’énergie et offrant une porte grande ouverte à l’innovation dans les domaines des énergies renouvelables, des voitures électriques, y compris de l’espace et des technologies de défense », a déclaré la professeure agrégée Liu.
Le matériau pourrait particulièrement transformer l’industrie de l’énergie éolienne et solaire, ce qui pourrait causer des problèmes lorsqu’il serait injecté dans le réseau électrique aux heures de faible demande.
Ray Withers et Yun Liu avec le modèle chimique du nouveau matériau.
« La puissance entrant dans le réseau doit s’équilibrer avec la demande d’énergie à un moment donné », a expliqué le Professeur Withers Ray, co-auteur du papier. « Cela signifie qu’il est très important d’être en mesure de stocker de l’énergie jusqu’au moment où elle est vraiment nécessaire ».
Cela fait des années que les chercheurs essaient de concevoir de nouveaux matériaux diélectriques pour fabriquer des dispositifs de stockage d’énergie plus efficaces.
Le processus s’est avéré difficile parce que les matériaux doivent répondre à trois exigences :
- une très haute constante diélectrique, ce qui signifie qu’ils peuvent stocker beaucoup d’énergie
- une perte diélectrique très faible, ce qui signifie qu’il n’y a ni perte, ni fuite d’énergie
- une capacité de fonctionnement dans une large fourchette de températures
« Si vous avez une constante diélectrique plus élevée, mais aussi une grande perte, le matériel est fondamentalement inutile, car il ne conservent pas bien l’énergie – ce serait comme un seau percé. Le matériau serait également inutile s’il ne fonctionnait pas bien sous certaines conditions de températures, car il ne pouvait pas faire face aux fluctuations quotidiennes normales. Il est très difficile d’atteindre toutes les trois de ces caractéristiques », a spécifié le professeur Withers.
Après cinq années de dur labeur, l’équipe de recherche a développé un matériau qui rencontre toutes ces conditions.
« Notre succès est un mélange de chance, d’expérimentation et de détermination », a dit la Professeure agrégée Liu. « Quand nous avons d’abord trouvé ce matériau nous savions qu’il avait un grand potentiel. Il est respectueux de l’environnement, non-toxique et abondante ».
L’histoire ne nous dit pour le moment pas de quelle matière il s’agit exactement. Il ne fait nul doute que si cela devient réellement intéressant, nous ne tarderons pas à le savoir…
Citations de Science Alert, via l’Université Nationale d’Australienne
Crédit image À-la-Une : © Le nouveau matériau diélectrique d’oxyde de métal surpasse les condensateurs actuels dans de nombreux aspects, le stockage de grandes quantités d’énergie et un fonctionnement fiable de -190°C à 180°C, et est moins cher à fabriquer que les composants actuels. © SARIN KUNTHONG / Shutterstock
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