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Se renseigner sur les Batteries silicium-air

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Les batteries silicium-air sont une nouvelle batterie inventée par une équipe dirigée par le professeur Ein-Eli de l’Israel Institute of Technology. La technologie de ces dispositifs de stockage d’énergie est basée sur des électrodes d'oxygène et de silicium. Ces batteries peuvent être légères, avec une tolérance élevée pour les conditions extrêmement sèches ou très humides. Comme les autres batteries anode-air, les batteries au silicium-air dépendent de l'oxygène de l'air pour leurs cathodes. Elles n'incluent donc pas de cathodes dans leurs structures, ce qui permet des économies de coûts et de poids. Des cellules expérimentales utilisant des électrolytes liquides ioniques à température ambiante ont produit entre 1 et 1,2 volt par centimètre carré de silicium.

Le seul rapport de recherche accessible au public a été réalisé par son créateur, Yair-Ein-Eli. Eli a commencé ses recherches à l'Institut israélien de technologie avec David Starosvetsky, Gil Cohen du Technion, Digby Macdonald de l'Université d'État de Pennsylvanie, et Rika Hagiwara de l'Université de Kyoto. L'intérêt des chercheurs pour le silicium s'explique par sa haute énergie spécifique, sa disponibilité en tant que ressource (huitième plus abondante dans l'univers, deuxième plus abondante dans la croûte terrestre), sa tolérance aux environnements très humides et ses propriétés non toxiques.

Dans leurs expériences, ils ont testé différentes énergies et tensions potentielles, en utilisant différentes solutions d'oxygène liquide. Les résultats expérimentaux et les théories sur la batterie ont été publiés en 2009 dans la revue Electrochemistry Communications. Cela a attiré l'attention d'organisations telles que le DARPA (Agence américaine pour la recherche en matière de défense) et le Pentagone, qui travaillent actuellement sur l'utilisation militaire de cette batterie. La batterie est cependant encore au stade expérimental et n'est pas disponible pour un usage commercial.

Conception des Batteries silicium-air

La batterie est réalisée à l'aide d'un liquide ionique connu sous le nom d'oligofluorohydrogénate de 1-éthyl-3-méthylimidazolium et de plaquettes contenant de grandes quantités de silicium. Les plaquettes agissent comme anode et le liquide ionique agit comme un électrolyte qui transforme les plaquettes en énergie utilisable.

Dans son état de repos, le liquide ionique dissout les plaquettes à une vitesse lente car il n'y a pas de semi-conducteur pour accélérer la réaction. Une fois mis en service, le liquide ionique réagit plus rapidement pour dissoudre les plaquettes de silicium, ce qui produit de l'énergie électrique. La pile n'a pas de cathode intégrée. Au lieu de cela, la membrane de la batterie laisse passer l'oxygène de l'atmosphère et agit comme une cathode.

Applications des Batteries silicium-air

Un domaine d'application particulièrement prometteur pour les batteries au silicium-air est l'alimentation des petits dispositifs médicaux tels que les pompes pour diabétiques et les prothèses auditives, dans lesquels une charge fastidieuse serait un inconvénient. De même, la nature de la batterie silicium-air la rend particulièrement adaptée aux climats humides, à l'instar des régions tropicales d'Asie ou d'Amérique.

Des recherches sont en cours pour développer des batteries au silicium-air pour les applications quotidiennes. Les exemples incluent l'électronique grand public, tels que les ordinateurs portables et les téléphones. Des efforts pour développer des systèmes évolutifs sont également en cours.

La technologie CMOS à piliers renforcés conçue pour l'évanescence (SPECTRE) fait l'objet de recherches au DARPA et au SRI (Stanford Research Institute). Elle est basée sur des batteries au silicium-air avec une caractéristique unique : priver l'ennemi de la possibilité de bénéficier des dispositifs capturés. Une batterie SPECTRE peut répondre à un signal d'autodestruction, ce qui présente un intérêt potentiel pour des applications militaires.

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Directeur de publication: Laurent PAGE, email:laurent@page.live, téléphone:+262 262 92 66 38, site:

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