Une percée révolutionnaire dans les batteries grâce aux lasers : la technologie du futur est en marche

Scientists make intriguing breakthrough in battery technology using laser pulses: 'A critical research subject'

Une percée révolutionnaire dans les batteries grâce aux lasers : la technologie du futur est en marche

Des scientifiques de l'Université des sciences et technologies de Hong Kong ont développé une technique innovante utilisant des impulsions laser pour fabriquer des batteries lithium-sulfur plus performantes. Cette avancée pourrait accélérer la production et surmonter les limites actuelles de cette technologie prometteuse.

Les batteries lithium-sulfur, présentant une densité énergétique supérieure et utilisant du soufre moins cher et non toxique, pourraient révolutionner le stockage d'énergie. Cependant, leur courte durée de vie et leur faible conductivité ont jusqu'ici freiné leur développement, comme l'explique le fabricant de batteries chinois UFine.

L'équipe de recherche a mis au point une méthode simplifiée de fabrication des cathodes au soufre grâce à l'impression laser. Cette technique en une seule étape permet de créer des cellules en seulement 20 minutes, contre plusieurs jours avec les méthodes traditionnelles.

Le procédé combine trois éléments clés : du soufre (matériau actif), une couche de carbone poreux (conducteur) et des nanotubes hybrides à base d'halloysite (support). Ces composants sont imprimés au laser sur un "tissu accepteur", démontrant des performances exceptionnelles selon les chercheurs.

"Notre technologie permet de combiner ces processus en une seule étape à des vitesses nanosecondes", explique le professeur adjoint Mitch LI Guijun, inventeur de cette méthode. Une vidéo montre un bras robotisé manipulant le tissu rectangulaire sous les impulsions laser.

Cette innovation s'inscrit dans un contexte mondial de recherche sur les technologies propres. Le géant automobile Stellantis s'intéresse déjà à cette chimie au soufre pour améliorer les performances des véhicules électriques.

"Les besoins énergétiques croissants de la société moderne font des batteries rechargeables un sujet de recherche critique", soulignent les experts dans un résumé publié par Nature. Cette avancée pourrait contribuer à réduire la pollution atmosphérique, un enjeu majeur de santé publique.

Les applications des lasers dépassent le domaine des batteries. La société Carbon Robotics a développé un désherbeur laser utilisant l'IA, tandis que l'Université de l'Illinois explore la conversion du CO2 en carburants synthétiques.

Pour les particuliers souhaitant réduire leur consommation d'énergie, une solution simple consiste à débrancher les chargeurs inutilisés, permettant d'économiser jusqu'à 165 dollars par an. Ces petites actions s'ajoutent aux innovations technologiques pour construire un avenir plus durable.

Đột phá công nghệ pin: Tia laser mở ra kỷ nguyên lưu trữ năng lượng mới

Các nhà khoa học tại Đại học Khoa học và Công nghệ Hồng Kông (HKUST) vừa công bố bước đột phá trong công nghệ pin lithium-lưu huỳnh bằng kỹ thuật in laser, hứa hẹn cách mạng hóa ngành lưu trữ năng lượng tương lai.

Phương pháp mới sử dụng xung laser để sản xuất cực âm từ lưu huỳnh với quy trình đơn giản hóa, giảm thời gian sản xuất từ vài ngày xuống chỉ còn 20 phút. Kỹ thuật này khắc phục được những hạn chế của pin lithium-lưu huỳnh truyền thống như tuổi thọ ngắn, độ dẫn điện kém và hiện tượng giãn nở thể tích.

Nhóm nghiên cứu do trợ lý giáo sư Mitch Lý Quý Tuấn dẫn đầu đã phát triển quy trình một bước sử dụng hỗn hợp lưu huỳnh, lớp carbon xốp và ống nano lai halloysite. Vật liệu được in laser lên 'bệ vải' đặc biệt, tạo ra pin có mật độ năng lượng cao hơn và chi phí thấp hơn so với pin lithium-ion thông thường.

Theo video minh họa từ HKUST, cánh tay robot di chuyển tấm vải hình chữ nhật qua các xung laser. Quá trình này tạo ra hiện tượng nhiệt độ cực cao lên tới hàng ngàn độ Kelvin, khiến các vật liệu tiền thân phân hủy và tái kết hợp thành vật liệu mới.

Công nghệ pin lithium-lưu huỳnh đang thu hút sự quan tâm lớn từ ngành công nghiệp, đặc biệt là lĩnh vực xe điện. Tập đoàn Stellantis đang nghiên cứu ứng dụng hóa học lưu huỳnh để cải thiện hiệu suất xe điện, theo báo cáo của Reuters.

Các chuyên gia HKUST nhấn mạnh: 'Nhu cầu năng lượng ngày càng tăng của xã hội hiện đại đã biến pin sạc trở thành chủ đề nghiên cứu then chốt'. Đột phá này có thể góp phần quan trọng vào quá trình chuyển đổi sang tương lai năng lượng sạch, giảm ô nhiễm không khí - vấn đề ảnh hưởng đến 99% dân số toàn cầu theo WHO.

Ngoài ứng dụng trong pin, công nghệ laser đang được áp dụng trong nhiều lĩnh vực bảo vệ môi trường. Carbon Robotics phát triển máy diệt cỏ bằng laser, trong khi Đại học Illinois sử dụng laser để chuyển đổi CO2 thành nhiên liệu tổng hợp sạch hơn.

Đối với người tiêu dùng, các chuyên gia khuyên nên rút phích cắm các thiết bị không sử dụng để tiết kiệm tới 165 USD/năm và giảm tiêu thụ năng lượng không cần thiết - bước đơn giản góp phần bảo vệ môi trường.