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Il vous est sûrement déjà arrivé d’oublier de recharger votre téléphone cellulaire et d’avoir à conjuguer avec les nombreux inconvénients que cela entraîne. Grâce à une technologie conçue par Hydro‑Québec et l’Université McGill, une telle situation pourrait bien un jour ne plus se reproduire.

Les batteries au lithium-ion ont favorisé la prolifération rapide d’une panoplie de dispositifs mobiles, des téléphones aux tablettes en passant par les ordinateurs. Cependant, ces appareils doivent être rechargés fréquemment en raison de leur densité énergétique limitée.

« De nos jours, avec notre téléphone intelligent - un appareil offrant des applications variées, mais aussi très énergivores - nous transportons presque notre bureau dans nos poches. Le problème c’est qu’on n’a pas toujours accès à une prise pour le recharger », explique le professeur GeorgeÌýP.ÌýDemopoulos, directeur du Département de génie des mines et des matériaux de l’Université McGill.

Cette contrainte a donné lieu à l’invention de chargeurs solaires portatifs hybrides, des appareils difficiles à miniaturiser en raison de leur circuiterie complexe et des défis liés à l’emballage.

Pour résoudre ce problème, des scientifiques de l’Université McGill et de l’Institut de recherche d’Hydro-Québec travaillent à l’élaboration d’un dispositif unique permettant d’absorber et d’emmagasiner l’énergie à partir de la lumière. En d’autres mots, une batterie autochargeante.

Une première étape de franchie

Ce concept novateur, qui fait l’objet d’un article dans la revue Nature Communications, ouvre la voie à la création de batteries photochargeables, c’est-à-dire pouvant être chargées grâce à la lumière.

L’étude démontre que la cathode d’une batterie lithium-ion peut être rendue photosensible grâce à des molécules de colorants capables de capter la lumière. « Autrement dit, notre équipe de recherche a réussi à reproduire le processus de recharge en employant la lumière comme source d’énergie », explique Andrea Paolella, l’un des auteurs de l’étude et chercheur chez Hydro-Québec.

Reste à concevoir l’autre moitié de l’appareil, l’anode, soit celle qui permettra de transférer et d’emmagasiner l’énergie produite par la cathode décrite dans les travaux des chercheurs. S’ils y parviennent, ils auront créé la toute première batterie au lithium-ion entièrement autochargeante.

Potentiel intéressant pour les appareils mobiles

L’équipe de recherche travaille déjà à la phaseÌýII du projet grâce à une subvention de 564 000Ìý$ du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada.

« Nous avons réalisé la moitié du travail, affirme le professeur Demopoulos, coauteur principal de l’article avec Karim Zaghib d’Hydro-Québec, une sommité mondiale dans le domaine des batteries. Nous sommes capables de concevoir une électrode qui absorbe la lumière. Cette subvention nous permettra d’aller de l’avant et de démontrer que le nouveau concept de batterie photochargeable est réalisable. »

« Je suis optimiste, et je crois que nous arriverons à produire une batterie entièrement fonctionnelle, dit M.ÌýPaolella, un ancien chercheur postdoctoral à l’Université McGill. En théorie, notre objectif est de concevoir un nouveau système hybride de batterie solaire, qui, selon l’énergie qu’il produira une fois miniaturisé, pourrait alimenter des dispositifs portatifs comme des téléphones. »

«ÌýHydro-Québec est un chef de file mondial dans le développement et l’innovation de batteries de haute-performance et sécuritairesÌý», ajoute Karim Zaghib, directeur du groupe de conversion et de stockage d'énergie de l’Institut de recherche d’Hydro-Québec.

Même s’il faudra peut-être attendre quelques années avant d’assister à l’aboutissement de la deuxième phase du projet, le professeur Demopoulos estime que ce « mode de chargement passif » pourrait jouer un rôle important pour les appareils portatifs du futur…

Le projet de recherche a été financé par Hydro-Québec. Le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada assurera le financement de la phase suivante en vertu de la Subvention de partenariat stratégique numéroÌý493929.
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