Une équipe mondiale de scientifiques a prédit une nouvelle famille de matériaux tellurures topologiques bidimensionnels qui pourraient considérablement améliorer les performances et la stabilité des futures batteries lithium-ion et sodium-ion.
L’étude, combinant une modélisation théorique de pointe et une collaboration mondiale, a été dirigée par des chercheurs de l’Université de Tianjin en Chine. Ses résultats ont été récemment publiés dans Advanced Science.
Les matériaux HfTiTe4, ZrTiTe4 et HfZrTe4 ont été identifiés à l’aide du calcul du premier principe – une méthode informatique puissante qui modélise les matériaux à partir de leurs structures atomiques. Les simulations ont révélé que ces couches ultrafines pourraient servir à la fois d’anodes et d’hôtes de cathodes de soufre, démontrant des performances de charge rapide, une stabilité et des capacités d’endurance thermique exceptionnelles.
« Nos résultats montrent que les monocouches de tellurure bidimensionnelles ont un immense potentiel pour alimenter des batteries de nouvelle génération qui se chargent plus rapidement, ont une capacité spécifique plus élevée et durent plus longtemps », a déclaré Ji Kemeng, chercheur à l’Université de Tianjin. « Ils ouvrent une nouvelle voie vers la conception de matériaux efficaces de stockage d’énergie à l’aide du calcul théorique. »
L’étude a également montré que les monocouches de tellurure maintiennent une stabilité structurelle et électronique à des températures allant jusqu’à 227 degrés Celsius, ce qui permet une utilisation dans des scénarios exigeants tels que les véhicules électriques, le stockage à l’échelle industrielle et les appareils électroniques portables soumis à des cycles de service intensifs ou à des opérations à haute température.
La recherche a été menée en collaboration avec des scientifiques de l’Université Jiao Tong de Shanghai, de l’Université du Zhejiang, de l’Université de Sao Paulo, de l’Institut de technologie Guangdong Technion-Israël, de l’Université de Californie à Irvine et de l’Université technologique de Shenzhen.
