La gomme d’arbre peut durablement suralimenter la durée de vie des supercondensateurs

Un gomme de déchets produits par les arbres trouvés en Inde pourrait être la clé pour débloquer une nouvelle génération de supercondensateurs plus performants et plus respectueux de l’environnement, selon les chercheurs.

Les scientifiques des universités en Écosse, en Corée du Sud et en Inde sont à l’origine du développement, qui exploite les propriétés uniques de la gomme d’arbre autrement inutile pour empêcher les supercondensateurs de dégrader sur des dizaines de milliers de cycles de charge.

La constatation de l’équipe pourrait aider à réduire l’impact environnemental des supercondensateurs, une technologie de stockage d’énergie qui transporte moins de puissance globale que les batteries conventionnelles mais charge et se décharge beaucoup plus rapidement.

Les supercondensateurs sont actuellement utilisés dans une large gamme d’appareils électroniques, dans les réseaux électriques et les véhicules électriques. Cependant, leurs performances à long terme peuvent être affectées par leur utilisation d’électrolytes acides, ce qui peut provoquer des réactions secondaires indésirables avec leurs électrodes métalliques, réduisant leur capacité à maintenir leur pleine charge au fil du temps.

Le remplacement et l’élimination des supercondensateurs à la fin de leur vie contribuent au problème mondial croissant des déchets électroniques, ce qui peut avoir des impacts nocifs sur l’environnement.

Dans un journal Publié dans la revue Matériaux de stockage d’énergieles chercheurs montrent comment ils ont combiné Gum Kondagogu, un polysaccharide produit par l’écorce de l’arbre cochlospermum gossypium, à l’alginate de sodium pour fabriquer un biopolymère de spongelike qu’ils ont appelé « KS ».

Ils ont constaté que l’ajout de Ks à l’électrolyte acide d’un supercondensateur a aidé à créer un couche protectrice au-dessus de ses électrodes en carbone. La couche KS a contribué à prévenir la dégradation physique des électrodes tout en permettant le processus de transport des ions qui permet au supercondensateur de charger et de se décharger.

Dans tests de laboratoireils ont montré que leur électrolyte amélioré a renforcé considérablement les performances du supercondensateur, l’aidant à maintenir 93% de sa pleine capacité énergétique après 30 000 cycles. Au cours de la même période, la capacité d’un supercondensateur autrement identique testé par l’équipe est tombée à seulement 58%.

Le Dr Jun Young Cheong, de la James Watt School of Engineering de l’Université de Glasgow, est l’un des auteurs correspondants de l’article. Il a déclaré: « Les gencives d’arbres ont une large gamme d’utilisations dans l’industrie, dans des applications comme les produits pharmaceutiques, la nourriture ou les cosmétiques.

« Cependant, les gencives que nous avons utilisées dans cette étude n’ont pas beaucoup d’utilisations pratiques, et sont en fait un peu un mal de tête pour le gouvernement indien. Avec cette recherche, nous avons trouvé un moyen de rendre quelque chose de véritablement impactant à partir de cette gencive, créant une vie biodégradable et recyclable qui permet de façon remarquable des performances et et de prolonger la durée de vie utile des super-concepteurs.

« Dans le laboratoire, nous avons montré d’excellentes performances à plus de 30 000 cycles. Si nous devions un cycle par jour, le supercondensateur pourrait théoriquement durer plus de 80 ans sans perdre des performances significatives, ce qui pourrait signifier que les supercondensateurs pourraient être utilisés dans des appareils beaucoup plus longtemps sans être remplacé. »

La recherche s’appuie sur les recherches en cours du Dr Cheong sur l’utilisation de BioWaste dans les batteries, ce qui a également démontré l’efficacité de l’utilisation de liants de gencives solubles dans l’eau dans les anodes de graphite dans les batteries au lithium-ion.

Des chercheurs de l’Université d’Ajou (Prof. Tae Gwang Yun), de l’Université Chung-Ang (Prof. Byungil Hwang) et de l’Université Myongji en Corée du Sud ont contribué à la recherche et ont co-écrit le journal, ainsi que des collègues de l’Université d’Amrita (Prof. Vinod VT Padil) en Inde.