Thomas Edison a essayé de construire une batterie pour véhicule électrique en 1901. Les scientifiques l'ont fait fonctionner

Les grands esprits pensent souvent en avance sur leur temps. C’était certainement le cas de Thomas Edison, qui avait imaginé le potentiel des véhicules électriques bien avant qu’ils ne deviennent à la mode. Mais du vivant d'Edison, les progrès technologiques rapides dans le domaine des voitures à essence ont relégué son idée au second plan, en particulier une batterie nickel-fer pour les proto-VE. Jusqu'à maintenant.

Dans un numéro récent de la revue scientifique Petitles ingénieurs ont déclaré qu'ils avaient « pris une page du livre d'Edison » en développant une batterie nickel-fer en utilisant de nouveaux outils nanotechnologiques, comme ils l'ont expliqué dans un communiqué. déclaration. Cela dit, la batterie retravaillée semble être plus adaptée au stockage de l’énergie solaire qu’à l’alimentation des voitures, ce qui était l’intention initiale d’Edison. Quoi qu’il en soit, l’expérience redonne aux idées de l’inventeur une nouvelle pertinence, même si elle s’appuie sur la science moderne.

Une idée pas oubliée

La conception originale d'Edison était beaucoup plus maladroite que le nouveau prototype. Selon Scientific American, il pesé « 124,5 livres à 186,5 livres par heure de puissance à ses terminaux. » Il utilisait des écrans de fer et de nickel pour l'anode et la cathode, respectivement, immergés dans un électrolyte d'hydroxyde de potassium, comme Nuts & Volts. explique. C'était également potentiellement dangereux, car il tendance pour libérer de l'hydrogène pendant la charge.

Mais certains aspects de la conception ont attiré l’attention des scientifiques modernes, pas seulement ceux à l’origine du nouveau prototype de batterie. En 2017 par exemple, une équipe basée aux Pays-Bas trouvé un moyen d'utiliser la fuite d'hydrogène issue de la conception d'Edison pour créer un carburant renouvelable.

En revanche, la nouvelle batterie est une réimagination plus directe de l’idée d’Edison, dans la mesure où elle se concentre sur la batterie elle-même plutôt que sur ses sous-produits. Le prototype, développé par des scientifiques de l'Université de Californie à Los Angeles (UCLA), est un nanoamas de nickel et de fer, contenu dans des sous-produits moléculaires issus de la production de viande bovine.

Le squelette naturel

Oui, vous avez bien lu : la production de bœuf. Cela peut sembler une recette étrange pour une batterie, mais les chercheurs se sont inspirés de processus naturels lors de la formulation de leur plan. Plus précisément, ils se sont inspirés de la manière dont les animaux forment leurs os et les crustacés construisent leur coquille. Les squelettes se forment généralement grâce à l’action coordonnée de protéines qui aident l’organisme à collecter les composés à base de calcium.

« Déposez correctement les minéraux pour construire des os solides, mais suffisamment flexibles pour ne pas être cassants », a expliqué Ric Kaner, co-auteur de l'étude et biochimiste à l'UCLA. « La manière dont cela est fait est presque aussi importante que le matériau utilisé, et les protéines guident la manière dont elles sont placées. »

Une nanobatterie froissée

La disposition de la batterie ressemble à ceci : Les molécules de protéines ont de nombreux coins et recoins dans leur structure repliée. Les chercheurs ont ajouté des amas de nickel et de fer, correspondant respectivement aux électrodes positives et négatives, dans les plis, puis ont combiné les molécules avec une feuille ultra-mince composée d'atomes de carbone et d'oxygène.

La surchauffe de ce système a éliminé l'oxygène et intégré les minuscules amas métalliques hébergés par des protéines dans le matériau, créant ainsi une structure semblable à un aérogel. Cette disposition a permis aux chercheurs de maximiser la surface de la batterie.

Cela signifie que « presque chaque atome peut participer à la réaction », a déclaré Maher El-Kady, co-auteur de l'étude et biochimiste de l'UCLA, ajoutant que cela accélère considérablement le processus de charge et de décharge de la batterie.

« Les gens pensent souvent que les outils nanotechnologiques modernes sont compliqués et de haute technologie, mais notre approche est étonnamment simple et directe », a déclaré El-Kady. « Nous mélangeons simplement des ingrédients courants, appliquons des étapes de chauffage douces et utilisons des matières premières largement disponibles. »

Un retour avec des intentions renouvelées

Lors des premiers tests, le prototype a montré qu'il pouvait se recharger en quelques secondes seulement, en répétant avec succès ses cycles de charge 12 000 fois. Cela équivaut à plus de 30 ans de recharges quotidiennes, selon les chercheurs.

Cependant, comme l’admet l’équipe, la batterie n’atteint pas les capacités des batteries lithium-ion utilisées dans les véhicules électriques. La batterie inspirée d'Edison serait mieux adaptée au stockage de l'électricité excédentaire générée par les fermes solaires ou comme source d'alimentation de secours dans les centres de données, ont-ils déclaré.