Des scientifiques indiens font état d'une découverte prometteuse basée sur le niobate d'argent et le lanthane comme matériaux clés.
Les énergies renouvelables sont largement considérées comme un pilier central de la lutte contre le changement climatique mondial. Cependant, la plupart des formes d'énergie, comme l'énergie éolienne et solaire, dépendent des conditions météorologiques et de la lumière du jour, ce qui signifie que l'électricité qu'elles produisent n'est pas toujours disponible lorsque l'on en a besoin. Pour fournir de l'électricité à la demande, les principales solutions de stockage actuellement utilisées sont l'hydroélectricité par pompage et les systèmes de batteries. En outre, des supercondensateurs sont souvent utilisés pour compléter les batteries.
Ces dispositifs stockent l'énergie dans un champ électrique et, contrairement aux batteries, peuvent se charger et se décharger extrêmement rapidement. Les supercondensateurs sont donc idéaux pour atténuer les pics de puissance ou compenser les fluctuations à court terme dans les systèmes d'énergie renouvelable volatils. Ils sont également utilisés dans des applications qui nécessitent une charge et une décharge rapides, comme les smartphones et les véhicules électriques. Les supercondensateurs sont en outre réputés pour leur longue durée de vie et leur faible besoin de maintenance. Toutefois, leur faible densité énergétique constitue un inconvénient majeur : ils stockent beaucoup moins d'énergie que les batteries, ce qui les rend moins adaptés au stockage à long terme.
Les choses sont peut-être sur le point de changer, grâce à un nouveau matériau qui permet d'améliorer considérablement les performances sans sacrifier la vitesse ou la durabilité. Cette avancée a été rapportée par des chercheurs du Centre for Nano and Soft Matter Sciences de Bengaluru et de l'Université musulmane d'Aligarh. Leur matériau est basé sur le niobate d'argent, un composé pérovskite respectueux de l'environnement connu pour ses excellentes propriétés électriques. Le matériau a été dopé au lanthane, un élément des terres rares qui présente également une bonne conductivité.
Le lanthane : Un élément de terre rare à double avantage
Cette optimisation offre deux avantages clés, selon la plateforme d'information opengovasia.com. Premièrement, le dopage au lanthane réduit la surface des nanoparticules de niobate d'argent, ce qui joue un rôle crucial dans l'augmentation de la capacité de stockage de l'énergie. Deuxièmement, le lanthane améliore la conductivité du matériau, ce qui accélère encore les cycles de charge et de décharge.
Les résultats des tests sont prometteurs : Selon les résultats publiés dans la revue Journal of Alloys and Compounds, Le niobate d'argent dopé au lanthane a permis d'alimenter de manière fiable un écran LCD. Même après une utilisation intensive, le niobate d'argent dopé au lanthane a conservé sa capacité énergétique initiale. Le rendement était également remarquablement élevé, avec pratiquement aucune perte d'énergie lors de la production d'énergie.
Ministère indien de la science et de la technologie décrit ce développement comme une percée potentielle pour les systèmes de stockage d'énergie compacts et à haut rendement. Les facteurs décisifs sont la combinaison d'une densité énergétique élevée, d'une fourniture d'énergie rapide et d'une grande stabilité. Pour permettre une utilisation commerciale, la méthode doit maintenant être adaptée à d'autres matériaux pérovskites et la production à l'échelle industrielle de composants dopés au lanthane doit progresser.
Contexte général: Si les terres rares peuvent encore s'avérer essentielles dans le domaine du stockage de l'énergie, elles jouent déjà un rôle vital dans les technologies des énergies renouvelables aujourd'hui. Les expertsy compris l'Agence internationale de l'énergie (AIE), ont appelé à plusieurs reprises à une augmentation des investissements dans les chaînes d'approvisionnement en terres rares afin de garantir la réussite des objectifs climatiques mondiaux.
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