Percée scientifique dans le secteur des piles rechargeables

Des chercheurs de l’Institute of Bioengineering and Nanotechnology (IBN) de Singapour, de l’agence A*STAR et de l’Institut de recherche d’Hydro-Québec (IREQ) ont réalisé la synthèse de nanocubes de silicates qui pourrait doubler la capacité de stockage par rapport aux piles au lithium-ion conventionnelles avec cathode à base de phosphates. La percée réalisée pourrait marquer un tournant dans la course à l’autonomie dans les secteurs des véhicules électriques et des appareils mobiles.

« Les chercheurs de l’IBN ont réussi une première en maîtrisant simultanément la pureté de phase et la nanostructure du Li₂MnSiO₄ », a déclaré le professeur Jackie Y. Ying, Directeur exécutif de l’IBN. « Cette technique de synthèse audacieuse nous rapproche de la capacité de stockage théorique – très élevée – des matériaux cathodiques à base de silicates utilisés dans les accumulateurs. »

M. Karim Zaghib, directeur – Stockage et conservation d’énergie à Hydro-Québec s’est dit « ravi de collaborer à ce projet avec IBN ». Et de préciser : « L’expertise d’IBN en synthèse chimique et en nanotechnologie nous permet d’explorer de nouvelles méthodes de synthèse et de conception de nanostructures propices à la réalisation de matériaux complexes qui conduiront à d’autres percées dans le domaine des accumulateurs, en particulier pour l’électrification des transports ».

Les piles au lithium-ion équipent une foule d’appareils électroniques tels que les téléphones intelligents, les dispositifs médicaux et les véhicules électriques, et leur grande énergie massique, leur durabilité et leur légèreté sont des atouts précieux pour la construction d’accumulateurs. La demande croissante de piles au lithium-ion rechargeables durables dans différents produits encourage le perfectionnement de la capacité de stockage de ces piles. Les constructeurs s’intéressent particulièrement aux nouveaux composés qui promettent une capacité, une stabilité et une durabilité accrues par rapport aux piles au phosphate de fer lithié.

Dans le cadre de l’entente quinquennale de collaboration intervenue en 2011 entre IBN et Hydro-Québec, les chercheurs ont pour mandat d’améliorer leurs nouveaux matériaux cathodiques pour permettre la commercialisation d’accumulateurs au lithium-ion de grande puissance.

Référence :

X.-F. Yang, J.-H. Yang, K. Zaghib, M. L. Trudeau and J. Y. Ying, “Synthesis of Phase-Pure Li2MnSiO4@C Porous Nanoboxes for High-Capacity Li-Ion Battery Cathodes,” Nano Energy, 12 (2015) 305-313.

Fondé en 2003, l’Institute of Bioengineering and Nanotechnology (IBN) est le premier institut de recherche en bio-ingénierie et en nanotechnologie au monde. Il se concentre sur des projets multidisciplinaires qui puisent dans les sciences pures, l’ingénierie et la médecine à la recherche de percées propres à améliorer la santé et la qualité de vie.

Les activités de recherche de l’IBN se concentrent sur les axes suivants :

• Nanomédecine : polymères fonctionnalisés, hydrogels et substances biologiques voués à la thérapeutique ou utilisés comme vecteurs d’administration contrôlée et ciblée de médicaments dans les cellules et les organes malades.

• Ingénierie cellulaire et tissulaire : conjugaison de la biomimétique, des technologies relatives aux cellules souches, de la microfluidique et de la bio-imagerie pour élaborer des médicaments et des organes artificiels novateurs.

• Biodispositifs et diagnostics : nanotechnologie et microplateformes pour le traitement accéléré des analyses de biomarqueurs et des tests de dépistage de drogue, la synthèse automatisée des substances biologiques et le diagnostic rapide des maladies.

• Chimie et énergie vertes : synthèse écologique de substances chimiques et pharmaceutiques, convertisseurs catalytiques de biomasse, valorisation du dioxyde de carbone et réalisation de nanocomposites pour le secteur de l’énergie.

Pour de plus amples renseignements sur IBN, consulter www.ibn.a-star.edu.sg.

À propos de l’Agency for Science, Technology and Research

L’Agency for Science, Technology and Research (A*STAR) de Singapour est le principal organisme du secteur public à promouvoir la recherche scientifique de pointe dans une optique de croissance, d’innovation et de transformation du pays en puissance postindustrielle.

Conformément à son énoncé de mission, A*STAR encadre la recherche-développement dans des domaines essentiels à la croissance du secteur secondaire de Singapour et à la promotion de nouvelles industries. A*STAR contribue à ces objectifs économiques par le biais d’aides intellectuelle, humaine, industrielle et financière à ses partenaires.

A*STAR parraine 18 centres de recherche en biomédecine, en physique et en ingénierie établis dans les complexes de Biopolis et de Fusionopolis, deux communautés de RD formées de scientifiques de Singapour et d’ailleurs, d’ingénieurs d’A*STAR et d’un nombre croissant de laboratoires privés.

Pour de plus amples renseignements sur A*STAR, consulter www.a-star.edu.sg.

À propos d’Hydro-Québec

Hydro-Québec produit, transporte et distribue de l’électricité. Elle est également le plus grand producteur d’électricité du Canada et l’un des plus grands producteurs d’hydroélectricité du monde. Son unique actionnaire est le gouvernement du Québec. Exploitant essentiellement des sources d’énergie renouvelables, et plus particulièrement l’hydraulique, l’entreprise soutient le développement d’autres filières – comme l’éolien et la biomasse – par ses achats auprès de producteurs indépendants. Son institut de recherche, l’IREQ, fait de la recherche-développement dans le domaine de l’énergie, y compris l’efficacité énergétique et le stockage de l’énergie. Les investissements annuels d’Hydro-Québec dans la recherche se chiffrent à 100 millions de dollars. www.hydroquebec.com

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