European Observatory for Nanomaterials

Les batteries utilisent des réactions électrochimiques pour stocker l’énergie électrique qui sera utilisée ultérieurement. Elles sont constituées de deux électrodes: un pôle négatif (cathode), un pôle positif (anode) et un électrolyte.

Par rapport aux combustibles fossiles liquides, les batteries stockent de plus faibles quantités d’énergie pour la même masse ou le même volume de matériau. Ce facteur, ainsi que le coût, la disponibilité des matières premières et le taux de recharge relativement lent sont quelques-uns des principaux défis auxquels la technologie des batteries est confrontée aujourd’hui.

Les batteries aux ions de lithium sont actuellement la référence en matière de stockage de l’électricité. Elles sont utilisées dans divers appareils, notamment l’électronique mobile et les voitures électriques. L’utilisation future des batteries dans ces appareils exigera des capacités de stockage plus élevées et des vitesses de charge plus rapides, ainsi qu’une réduction des coûts.

Les nanomatériaux peuvent contribuer à la conception de meilleures batteries en fournissant des matériaux améliorés pour les cathodes et les anodes. La surface spécifique élevée des nanomatériaux tels que le graphène permet d’augmenter le contact entre la cathode, l’anode et l’électrolyte, ce qui permet de charger les batteries plus rapidement.

Des nanotubes de carbone peuvent être utilisés pour créer des électrodes solides et durables qui présentent une grande intégrité mécanique, tout en conservant leur flexibilité. Les scientifiques utilisent également les nanomatériaux pour réduire l’usure des batteries, afin qu’elles conservent leur capacité pendant de nombreux cycles de charge.

Les nanomatériaux peuvent également contribuer à rendre les technologies des batteries autres que les batteries aux ions lithium économiquement et techniquement viables. Les technologies des batteries reposent sur des matières premières abondantes. Les batteries aux ions sodium pourraient donc constituer une solution de remplacement adéquate, le sodium étant plus disponible que le lithium.