De nouvelles batteries imitant l’intestin pourraient stocker 5 fois plus d’énergie

La prochaine génération de batterie pour smartphone inspirée de l’intestin

Computer visualisation of villi-like battery material.
University of Cambridge
Credit: Teng Zhao

Des scientifiques ont mis au point un nouveau prototype de batterie inspirée de l’anatomie de l’intestin humain, et cette approche fondée sur la biologie pourrait mener à des sources d’énergie plus puissantes pour équiper nos dispositifs numériques.

Le prototype – qui offre jusqu’à cinq fois la densité énergétique des batteries au lithium-ion que nous utilisons dans les smartphones et les ordinateurs portables – utilise quant à lui des cellules au lithium-soufre. Son design imite l’intestin et pourrait enfin prolonger suffisamment la vie de ces batteries denses en énergie pour une utilisation commerciale.

La recherche, menée par une équipe de l’Université de Cambridge au Royaume-Uni, surmonte l’un des principaux inconvénients des batteries au lithium-soufre qui se dégradent beaucoup plus rapidement que les cellules au lithium-ion malgré leur densité énergétique supérieure.

Lorsqu’une batterie au lithium-soufre se décharge, le soufre dans la cathode (l’électrode positive de la batterie) absorbe le lithium de l’anode (l’électrode négative). Cette interaction engendre la transformation des molécules de soufre en des structures en forme de chaînes appelées polysulfures.

Lorsque la batterie passe par plusieurs cycles de charge-décharge, la réaction commence à solliciter la cathode, les chaînes de polysulfures se rompent et pénètrent dans l’électrolyte qui lie les deux électrodes. Lorsque cela se produit, la batterie commence à se dégrader puisqu’elle perd le matériau actif qui stocke l’énergie. Et c’est là que la structure inspirée de l’intestin entre en scène.

Dans le corps humain, notre intestin grêle est couvert de millions de petites protrusions semblables à des doigts appelées des villosités. Ces dernières s’étendent à l’intérieur des parois intestinales et nous aident à absorber les nutriments pendant la digestion. Ils le font en augmentant considérablement la surface de notre muqueuse intestinale, jusqu’à environ 30 fois.

En utilisant le même principe, l’équipe a développé une nanostructure légère imitant les villosités. Ainsi, lorsque les polysulfures se rompent, ils sont pris par les protrusions au lieu d’être perdus dans l’électrolyte.

La structure en villosités est un film constitué de minuscules fils d’oxyde de zinc qui couvre la surface des électrodes de la batterie. Ces fils captent efficacement le matériau actif de la batterie quand elle se détache, permettant à la cathode et à l’anode de conserver leurs capacités électromécaniques et évitant à la batterie de se dégrader.

« C’est une chose minuscule, mais c’est important » déclare le spécialiste des matériaux Paul Coxon de l’Université de Cambridge. « Nous allons ainsi pouvoir passer à une nouvelle ère dans le développement de batteries plus efficaces ».

A typical lithium-ion battery. Credit: Royal Society of Chemistry/ M. Saiful Islam and Craig A. J. Fisher

Bien que les batteries au lithium-soufre soient développées depuis de nombreuses années, il a été difficile de commercialiser cette technologie en raison de la façon dont les cellules perdent leur capacité lorsque le soufre se dissout dans l’électrolyte. Mais grâce à cette structure en villosités, ce problème est peut-être résolu.

« C’est la première fois qu’un film chimique fonctionnel possédant une nano-architecture bien organisée est proposé pour capter et réutiliser les matériaux actifs dissous lorsque la batterie se charge et se décharge » affirme l’un des chercheurs, Teng Zhao.

« En s’inspirant de la nature, nous sommes capables d’apporter une solution qui, nous l’espérons, accélèrera le développement de batteries de nouvelle génération ».

Lors des tests, la nanostructure a montré que le prototype perdait 0,05 % seulement de sa capacité énergétique par cycle après 200 cycles de charge, la rendant presqu’aussi stable que lorsqu’on utilise uniquement du lithium-ion – qui perd entre 0.025 et 0.048 % de capacité énergique par cycle.

Les chercheurs reconnaissent que leur prototype n’est encore qu’un concept, et qu’il faudra des années avant de voir des batteries au lithium-soufre dans nos smartphones, appareils photos, et autres équipements portables.

Mais maintenant que nous savons comment stabiliser cette plate-forme énergétique, cela signifie que nous avons fait un grand pas vers des batteries plus puissantes, sans nous embarrasser des limitations du lithium-ion.

« C’est un moyen de passer outre ces petits problèmes gênants qui nous polluent la vie » déclare Coxon. « Nous sommes tous attachés à nos appareils. En définitive, nous essayons seulement de rendre ces équipements plus performants, dans l’espoir de rendre nos vies plus agréables ».

Teng Zhao et al. ‘Advanced Lithium-Sulfur Batteries Enabled by a Bio-Inspired Polysulfide Adsorptive Brush.’ Advanced Functional Materials (2016). DOI: 10.1002/adfm.201604069

Traduction Virginie Bouetel

Science Alert

Le brevet qui dérange Monsanto : Paul Stamets présente 6 manières de changer le monde avec les champignons

Le brevet qu’a déposé Stamets en 2006 couvre plus de 200.000 espèces et permettrait donc de lutter naturellement contre les parasites agricoles… → lire la suite sur Le Figaro : Un champignon tueur d’insectes, le brevet qui dérange Monsanto

Le mycologue Paul Stamets dresse la liste des 6 moyens de sauver la planète avec les mycélium des champignons : dépolluer les sols, créer des insecticides, traiter la variole et même la grippe …

pour en savoir plus, entreprise familiale Fungi Perfecti ; liste de tous les Brevets : voir ici et ici

TED2008

Dubaï accélère l’avenir pour ouvrir la voie à l’innovation

Trente entreprises ont accepté de participer à un programme de 12 semaines où ils travailleront avec les sept autorités gouvernementales participantes à la Dubai Future Accelerators, une initiative de la Dubai Future Foundation, pour développer et tester des produits et des solutions dans les secteurs économiques et stratégiques pour les défis auxquels sont confrontées les villes du 21e siècle des Émirats Arabes Unis.

Les plus grands noms de la liste sont Hyperloop One, qui développe un système de transport pour dépasser la vitesse de la lumière ; Next Future Transportation (voir notre interview), spécialisée dans les solutions de transport en commun et les véhicules auto-conduits ; Concensys, le plus grand fournisseur de logiciels du monde pour les développeurs d’applications et les entreprises Blockchain; Construction Robotics, spécialisée dans les solutions de construction ; Honeywell, travaillant sur le développement de systèmes numériques de pointe pour le secteur de la santé.

voir la liste des participants

Lire le communiqué sur Thomson Reuters Zawya ; Emirates 24/7 News ; Futurism

Next Future Transportation et BestMile collaborent pour réaliser la prochaine génération de transport autonome

Communiqué de presse

Dans le cadre de la révolution des transports autonomes, BestMile et Next Future Transportation viennent de créer un partenariat stratégique pour associer leurs technologies respectives et offrir un système de transport autonome modulaire à la demande.

Ce partenariat tiendra compte de l’intégration étroite des véhicules auto-conduits modulaires de Next Future Transportation de la Silicon Valley, avec les capacités solides de gestion de parcs pour les véhicules autonomes, de l’importante plateforme Cloud de BestMile.

Next a développé un système de transport intelligent composé de modules électriques autonomes qui peuvent être commandés à la demande pour embarquer ou débarquer des passagers ou des marchandises. Chaque module peut prendre dix passagers – six assis, et quatre de plus debout. Les modules peuvent se connecter les uns aux autres sous une forme de bus pour optimiser le transport autoroutier et permettre le déplacement des passagers à l’intérieur des modules comme un train connecté. Ils peuvent également être spécialisés pour fournir des « services intelligents » comme un restaurant modulaire, des locaux d’hébergement, de divertissement, de bureau et des services d’échange de batteries. Les modules électriques auto-conduits de Next sont conçus pour fonctionner comme un système de transport de masse qui transporte les personnes au porte-à-porte.

La plateforme Cloud de BestMile est l’alliée idéale pour tirer parti des modules électriques autonomes de Next et offrir un système de transport véritablement optimisé, convivial (facile à utiliser) et flexible. Elle permet l’exploitation intelligente et l’optimisation des parcs de véhicules autonomes – indépendamment de leur marque ou type. En utilisant des algorithmes de pointe, la plate-forme envoie des missions optimisées aux véhicules et gère sans problème la planification, l’expédition, l’acheminement et la gestion de chargement de batterie. BestMile fournit également les interfaces front-end et back-end pour les opérateurs et passagers, tels que les applications web et mobiles. La conviction de BestMile est que le futur de la mobilité n’est pas dans les véhicules autonomes eux-mêmes, mais dans ce qu’ils peuvent offrir quand ils sont exploités et gérés collectivement dans un écosystème intégré.

Selon le PDG de BestMile, Raphaël Gindrat : « Ce nouveau partenariat avec Next Future Transportation est une étape essentielle dans la perspective de BestMile de présenter la prochaine génération de solutions de mobilité efficaces et accessibles. Nous sommes très chanceux et fiers de collaborer avec l’équipe talentueuse et visionnaire Next pour faire progresser la mobilité autonome. Aucune organisation seule ne peut atteindre l’excellence dans tous les domaines et je crois que les partenariats sont la voie à suivre dans l’industrie à croissance rapide de la mobilité autonome ».

A propos de BestMile :

BestMile est une start-up Suisse avec des bureaux à Lausanne et San Francisco (USA), développant de la technologie Cloud en exploitant le fort potentiel des véhicules autonomes pour relever les défis de la mobilité urbaine. Un spin-off de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), BestMile fournit une plate-forme de gestion de parcs conçue pour être connectée, exploitée et l’optimisation de tout le parc de véhicules autonomes. Il contrôle les voyages programmés et les services à la demande, et est indépendant de n’importe quel constructeur de véhicule, permettant ainsi aux utilisateurs de gérer à distance les parcs hétérogènes composées de véhicules autonomes de différents types et marques. Avec une technologie unique et une équipe de base de 25 personnes dédiées, BestMile entre dans une nouvelle phase de son développement après la clôture de son tour d’amorçage réussissant à lever 2,5 millions $US. Grâce à sa technologie de pointe, BestMile élabore, façonne des « robots individuels » en un système de mobilité intelligent, innovant et flexible.

A propos de Next Future Transportation :

Next Future Transportation, Inc. est une start-up technologique, basée à la Silicon Valley (USA) et au Nord de l’Italie, fournissant un système de transport intelligent avancé, basé sur des essaims de véhicules auto-conduits modulaires. Une telle solution permet de résoudre de manière efficace le transport sur les autoroutes, et résout les problèmes en proposant de faire la navette pour le premier et le dernier kilomètre. Next participe activement à des projets de ville intelligente (smart city*) aux États-Unis, en Europe ainsi qu’au Moyen-Orient et en Chine.

Next : un système de transport intelligent basé sur des essaims de véhicules auto-conduits modulaires
Next pourrait être sélectionné afin que 25 % du système de transport routier de Dubaï soit sans conducteur d’ici 2030

un système de transport intelligent basé sur des essaims de véhicules auto-conduits modulaires
credit: Next

* désigne une ville utilisant les technologies de l’information et de la communication (TIC) pour « améliorer » la qualité des services urbains ou encore réduire ses coûts.

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Virgin Galactic obtient sa licence pour le tourisme spatial

L’US Federal Aviation Administration’s Office of Commercial Space Transportation (FAAAST) vient d’ émettre une licence d’opérateur pour Virgin Galactic pour exploiter son vaisseau spatial VSS Unity.

La FAA-AST a accordé la licence après un examen approfondi de la conception du système du véhicule, l’analyse de la sécurité, et l’analyse de la trajectoire de vol, ce qui a constitué plusieurs années d’interaction approfondi avec les organismes de réglementation.

Le tourisme spatial est de plus en plus proche. Dès 2017 la compagnie aérienne pourra envoyer des touristes dans la stratosphère. Le court voyage aura cependant un coût de US$250,000.

pour en savoir plus : virgingalactic.com/human-spaceflight/

Un bus géant qui se conduit sur les voitures

Le concepteur du bus, Youzhou Song, présente un bus géant qui se conduit sur les voitures. La Chine va construire ces énormes autobus qui permettront aux petites voitures de passer en-dessous d’eux, afin de soulager le trafic urbain. Le Straddling Bus (bus chevauchant) peut transporter 1.400 personnes à la fois. Ils seront testés dès cet été dans le Nord de la Chine, à Qinhuangdao, à l’Est de la province du Hebei.

pour en savoir plus : http://www.hsfuture.com/

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Premier test réussi pour Hyperloop

Sur un site d’essai à North Las Vegas, mercredi 11 mai, Hyperloop One a réalisé une démonstration publique de son système de propulsion. Un traîneau a été lancé à 185 km/h sur une distance de 450 mètres, validant une première étape technique cruciale.

La société veut faire d’Hyperloop une réalité avec de nouveaux partenariats. Les nouveaux investisseurs (80 $ millions) comprennent 137 Ventures, Khosla Ventures, Fast Digital, Western Technology Investment (WTI), SNCF et GE Ventures. Les partenariats mondiaux – Aecom, Amberg Group, Arup, Bjarke Ingels Group/BIG, Deutsche Bahn Engineering and Consulting, KPMG, Systra – seront essentiels pour faire de Hyperloop One le prochain mode de transport, d’après le communiqué.

https://hyperloop-one.com/