Les scientifiques créent une batterie bon marché, non métallique et durable à partir de l’écorce des arbres

Mère nature ne cessera jamais d’étonner, avec sa liste apparemment infinie de ressources énergétiques naturelles qui ne demandent qu’à être exploitées. Les nombreuses sources naturelles – ou autant que les médias dominants aiment à appeler cela, l’énergie alternative – implique généralement la vie végétale dans l’une de ses nombreuses itérations.

Des chercheurs de la Northeastern University de Boston ont découvert qu’une source possible de piles bon marché et durables pouvait être obtenue à partir de tanins, dont on sait qu’ils sont naturellement abondants et proviennent de l’écorce des arbres. Tandis que le tanin est couramment trouvé dans le thé et le vin, il s’est avéré très prometteur pour une utilisation dans une batterie à faible coût mais à haute performance qui pourrait trouver de nombreuses applications dans le futur.

Son abondance est la principale raison pour laquelle les chercheurs envisagent maintenant l’utilisation de tanin pour un nouveau type de batterie. À titre de référence, l’écorce d’un arbre contient environ 15% de tanin, ce qui est aussi abondant que répandu transitoire. On a également découvert que le tanin avait des niveaux élevés de phénol – en fait, ils contiennent le plus haut niveau de phénol de n’importe quel polymère présent dans les organismes vivants – ce qui est crucial car il peut servir de mécanisme principal de stockage de charge d’une batterie à base de tanin . Tout cela fait du tanin un excellent choix pour une batterie bon marché et sans métal.

Détails de la recherche sur la batterie de tanin

La recherche sur l’utilisation du tanin a été menée par Hongli Zhu de la Northeastern University à Boston, avec Alolika Mukhopadhyay, Ph.D. étudiant qui a servi d’auteur principal, et co-auteurs du Laboratoire national d’énergie renouvelable à Golden, Colorado. Leurs découvertes ont été publiées dans un article intitulé « Tanin sans métaux lourds de l’écorce pour le stockage durable de l’énergie », publié dans un numéro récent de Nano Letters.

Selon Zhu, le tannin est un candidat parfait pour un nouveau type de cathode de batterie juste à cause de combien il est disponible dans la nature. « Le plus grand avantage de l’utilisation d’un tanin de polymère renouvelable est que la nature produit une énorme quantité de ce qui peut être extrait de l’écorce sous-utilisée avec un coût et des efforts minimaux », a expliqué Zhu. « Les groupes hydroxyle phénoliques à action redox active des tannins sont plus de 5000 fois supérieurs à ceux de la lignine, qui était auparavant considéré comme le biopolymère le plus prometteur pour le stockage d’énergie électrochimique. En raison de la faible masse moléculaire significative du tanin et de sa teneur en hydroxyle phénolique extrêmement élevée, le réseau interpénétrant de tanins et de polypyrrole présente une performance électrochimique remarquable. Nous pensons que le tanin est le nouveau champion des biopolymères redox-actifs naturels. « 

Au cours de leur étude, les chercheurs ont pu tester différents types de tanins, comme celui appelé «ellagitannin» qui provient de l’écorce d’un marronnier. Ils disent qu’il peut être utilisé pour créer des cathodes pour une batterie qui montre un haut niveau de performance, qui comprend une grande capacité et une densité énergétique élevée. Cela pourrait représenter un grand bond par rapport aux normes actuelles qui utilisent le lithium métal comme matériau principal.

Des bénéfices potentiels

Bien que les normes actuelles en matière de fabrication de piles existent et que les experts aient obtenu divers degrés de succès, il existe un énorme potentiel pour l’utilisation d’une source renouvelable comme le tanin. Et ce n’est pas le seul matériau à base de plantes qui soit très prometteur en tant que matériau de batterie de remplacement.

Un de ces matériaux est appelé lignine, un biopolymère qui a également été largement étudié par les chercheurs et peut être trouvé à l’intérieur des parois cellulaires des plantes. Si les scientifiques pouvaient trouver un moyen de les modifier d’une manière qui permettrait une stabilité améliorée et une performance plus sûre, le monde serait peut-être plus proche d’une nouvelle ressource énergétique naturelle à faible coût.

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