Une équipe de chercheurs a élaboré un modèle innovant prédisant le transport ionique à travers un matériau poreux. Cette percée scientifique promet de révolutionner la conception des supercondensateurs, dotés d’électrodes poreuses, pour une recharge ultrarapide des appareils électriques.
Imaginez la possibilité de recharger un smartphone ou un ordinateur portable en l’espace d’une minute, ou encore une voiture électrique en seulement dix minutes. Ce rêve pourrait bien devenir réalité grâce aux travaux menés par l’équipe de l’université du Colorado à Boulder, dont les résultats ont été publiés dans la prestigieuse revue Proceedings of the National Academy of Sciences.
Le cœur de cette avancée réside dans un modèle prédictif du mouvement des ions au sein d’un réseau complexe de pores. L’objectif est d’optimiser la conception d’électrodes poreuses pour maximiser la surface de contact avec l’électrolyte. Grâce à ce modèle, les chercheurs peuvent désormais prévoir avec précision le comportement de l’électrolyte.
Vers des électrodes poreuses imprimées en 3D
Le développement de ce modèle a nécessité une adaptation des lois de Kirchhoff, afin qu’elles correspondent au contexte spécifique d’un matériau poreux. « Nous démontrons que le transport des électrolytes obéit aux lois de Kirchhoff en ce qui concerne le potentiel électrochimique de charge, calculé comme la moyenne pondérée par la valence des potentiels électrochimiques des ions, plutôt que par le potentiel électrique », expliquent les chercheurs.
Grâce à ce modèle, le temps de calcul nécessaire pour simuler les réseaux de pores a été réduit d’un facteur un million. Cela a permis de simuler un réseau triangulaire comportant 5 000 pores en seulement six minutes, sans compromettre la précision des résultats. Cette avancée ouvre la voie à la conception d’électrodes imprimées en 3D beaucoup plus efficaces, promettant l’intégration de supercondensateurs hautement performants dans nos appareils électriques quotidiens.
Cette découverte marque un tournant significatif dans la manière dont nous envisageons la recharge rapide et efficace, offrant des perspectives enthousiasmantes pour l’avenir de la technologie des appareils électriques.
