Imaginez charger votre téléphone en quelques minutes ou alimenter des micro-réseaux solaires dans des villages éloignés du Sud global avec des batteries qui restent froides même sous une chaleur torride. C'est la promesse d'une nouvelle famille de matériaux topologiques de tellurure bidimensionnels (2D) dévoilée cette année.
Une équipe de recherche mondiale dirigée par Ji Kemeng de l'université de Tianjin sur le continent chinois a combiné des calculs de principes premiers avec des modélisations théoriques avancées pour prédire trois monocouches ultra-stables : HfTiTe4, ZrTiTe4 et HfZrTe4. Ces feuilles atomiques pourraient servir simultanément d'anodes à charge rapide et d'hôtes robustes pour des cathodes au soufre dans des batteries lithium-ion et sodium-ion.
Les simulations montrent que ces tellurures 2D se chargent en un temps record, contiennent plus d'énergie par gramme et maintiennent leur structure à des températures allant jusqu'à 227 °C. Cette résistance à la chaleur les rend idéaux pour des motos électriques roulant sur des routes tropicales, des stockages industriels dans des climats chauds et des électroniques portables robustes.
"Nos modèles indiquent que ces monocouches peuvent révolutionner les batteries de nouvelle génération avec une capacité supérieure et une durée de vie prolongée", déclare Ji Kemeng. "Ils tracèrent une voie claire pour concevoir des matériaux de stockage d'énergie efficaces à l'aide d'outils computationnels."
Cette initiative a regroupé des laboratoires sur le continent chinois—including Shanghai Jiao Tong University, Zhejiang University et Shenzhen Technology University—as well as teams from the University of Sao Paulo, the Guangdong Technion-Israel Institute of Technology and the University of California, Irvine.
Alors que startups et chercheurs d'Afrique à l'Amérique latine poussent pour une énergie plus propre et plus fiable, ces tellurures 2D ultra-stables pourraient devenir des acteurs clés dans la transition énergétique du Sud global.
Reference(s):
Scientists predict ultrastable 2D materials for better batteries
cgtn.com
