Une batterie zinc-iode atteint 60 000 cycles en labo

La batterie de l’Université Flinders peut être chargée et déchargée pendant plus de 60 000 cycles. La batterie zinc-iode aqueuse peut être entièrement rechargée en trois minutes tout en délivrant 150 mAh/g, selon l’étude de l’équipe publiée dans Angewandte Chemie International Edition.

Cette chimie s’attaque à une faiblesse spécifique des batteries zinc-iode. Des espèces polyiodées peuvent traverser le séparateur situé entre les électrodes de la batterie, un phénomène de fuite appelé effet navette. Au fil du temps, ces déplacements dégradent les performances. L’équipe de Flinders a utilisé un polymère à base de cyclodextrine comme hôte microscopique : sa surface hydrophile et sa cavité interne hydrophobe piègent et libèrent les polyhalogénures, dont les espèces polyiodées, au lieu de les laisser circuler librement.

Le polymère est dérivé d’oligosaccharides peu coûteux et biodégradables produits à partir d’amidon. La batterie fonctionne à 1,3 à 1,4 volt. Lorsqu’elle est configurée pour une capacité supérieure de 200 mAh/g, elle fonctionne pendant 8 000 cycles avec une recharge complète en sept minutes ; à 150 mAh/g, sa durée de vie annoncée dépasse 60 000 cycles.

Et concrètement ? Pour le stockage d’énergie à grande échelle, une batterie zinc-iode aqueuse pourrait ouvrir une voie fondée sur le zinc plutôt que sur le lithium. L’Australie détient 20 %–28 % des réserves et ressources de zinc connues dans le monde, tandis que le pays produit environ 3 300 tonnes métriques de déchets de batteries lithium-ion par an, un volume qui devrait dépasser 136 000 tonnes métriques d’ici 2036. Ces chiffres laissent entrevoir un avantage potentiel en matière d’approvisionnement local et de recyclage, même s’ils ne suffisent pas encore à établir l’existence d’un produit commercial.

L’écart reste toutefois manifeste. Zhongfan Jia, professeur associé de chimie à l’Université Flinders, explique que le groupe travaille avec l’industrie à la mise en place d’une plateforme de prototypage. Pour l’instant, la durée de vie en cycles et les chiffres de recharge proviennent de l’étude de l’équipe sur sa batterie ; l’étape suivante consistera à vérifier si la cage polymère et ses performances tiennent dans un prototype plus grand et dans des conditions de fonctionnement dépassant le cadre du laboratoire.