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<h2>Chargez votre ordinateur portable en une minute – Une révolution</h2>
<p>Imaginez si vous pouviez charger votre ordinateur portable ou votre téléphone en une minute, ou si une voiture électrique pouvait être pleinement rechargée en seulement 10 minutes.</p>
<p>Bien que cela ne soit pas encore possible, une nouvelle étude réalisée par une équipe de scientifiques de l’Université de Californie à Boulder, publiée dans la revue « Proceedings of the National Academy of Sciences », pourrait mener à de telles avancées.</p>
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<h2>Une avancée scientifique majeure</h2>
<p>Les chercheurs, dirigés par l’assistant professeur de génie chimique Ankur Gupta, ont découvert comment des particules chargées, appelées « ions », se déplacent à travers un réseau complexe de petits pores. Cette percée pourrait rendre les supercondensateurs beaucoup plus efficaces pour stocker l’énergie.</p>
<p>Les supercondensateurs, qui stockent l’énergie en accumulant les ions dans leurs pores, bénéficient de temps de charge rapides et d’une durée de vie plus longue que les batteries actuelles. Cependant, ils n’ont pas encore atteint la capacité de charge en une minute que les chercheurs espèrent réaliser grâce à cette découverte.</p>
<p>Une étude scientifique contribuera au développement des technologies de stockage des énergies renouvelables (Wärtsilä).</p>
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<h2>Qu’est-ce que cette percée signifie?</h2>
<p>Pour mieux comprendre cette découverte, imaginez le stockage de l’énergie comme un grand magasin accueillant des clients (ions) qui viennent récupérer leurs achats (charge) et sortir rapidement.</p>
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<li>Les batteries traditionnelles ressemblent à des magasins avec une capacité limitée, entraînant des files d’attente (temps de charge longs).</li>
<li>Les supercondensateurs, en revanche, sont comme des magasins plus avancés accélérant le processus.</li>
<li>Un supercondensateur peut encore rencontrer des embouteillages (mouvement inefficace des ions) dus à la disposition des allées (pores).</li>
</ul>
<p>Les chercheurs, sous la direction de Gupta, ont découvert comment ces clients traversent un labyrinthe complexe d’allées interconnectées. Auparavant, seules les études portant sur des trajectoires linéaires avaient été menées. Grâce à cette nouvelle compréhension, les ions peuvent désormais suivre une nouvelle route optimisée, réduisant les embouteillages et accélérant leur mouvement.</p>
<p>Cette découverte remet en question les principes traditionnels de la <i> »loi de Kirchhoff »</i>, utilisée depuis plus de cent ans pour décrire le flux de courant dans les circuits, car les ions ne se déplacent pas de la même manière que ce que décrit cette loi.</p>
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<h2>Modification de la loi de Kirchhoff</h2>
<p>La loi de Kirchhoff, qui décrit le flux de courant dans les circuits électriques, a été établie par le physicien allemand Gustav Kirchhoff en 1845. Elle est encore fondamentale dans les cours de sciences pour les lycéens.</p>
<p>Pour l’illustrer, imaginez un carrefour où plusieurs routes se rencontrent. La loi stipule que le nombre de voitures entrant dans le carrefour doit être égal au nombre de voitures sortant du carrefour, c’est-à-dire que la somme des différences de potentiel à travers chaque composant sur un chemin donné est nulle.</p>
<p>Si la loi est applicable aux voitures (ions) sur des routes rectilignes, elle ne fonctionne pas parfaitement pour les vélos naviguant dans un marché encombré avec de nombreux carrefours. Les chercheurs ont dû mettre à jour les règles de circulation pour tenir compte des différents mouvements des vélos dans un tel environnement complexe.</p>
<p>Ankur Gupta a déclaré dans un [communiqué](https://www.colorado.edu/chbe/2024/05/23/charge-your-laptop-minute-or-your-ev-10-supercapacitors-can-help-new-research-offers) de l’Université de Californie: « Avant cette étude, les mouvements ioniques étaient uniquement décrits dans la littérature pour un seul pore rectiligne. Grâce à cette étude, nous pouvons modéliser et prédire le mouvement des ions dans un réseau complexe de milliers de pores interconnectés en quelques minutes. C’est une avancée majeure qui nous permettra de développer des supercondensateurs plus performants. »</p>
<p>Il ajoute: « L’attrait fondamental des supercondensateurs réside dans leur rapidité. Les résultats de notre recherche nous permettront de rendre leur chargement et la libération d’énergie plus rapides grâce à un mouvement ionique plus efficace. »</p>
<p>Comprendre le mouvement des ions dans un réseau complexe de petits pores, une découverte capitale pour Ankur Gupta et son équipe, qui changera le chargement des appareils et des voitures (Auto Guide India).</p>
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<h2>Multiples avantages et questions en suspens</h2>
<p>Selon le nouvel aperçu de Gupta et son équipe, Khaled Radwan, chercheur en génie chimique à l’Université de la Vallée du Sud en Égypte, estime que cette meilleure compréhension du mouvement des ions dans les matériaux poreux pourrait permettre le développement de supercondensateurs se rechargeant beaucoup plus rapidement que les batteries actuelles, révolutionnant ainsi le chargement des appareils électroniques et des véhicules électriques.</p>
<p>En outre, un mouvement ionique plus efficace signifie moins de perte d’énergie lors des opérations de charge et de décharge, ce qui pourrait améliorer l’efficacité globale des dispositifs de stockage d’énergie, les rendant plus respectueux de l’environnement et plus rentables.</p>
<p>Radwan précise également: « Bien que les supercondensateurs aient généralement une durée de vie plus longue que les batteries car ils reposent sur le mouvement physique des ions plutôt que sur des réactions chimiques, l’amélioration de l’efficacité du mouvement des ions pourrait encore prolonger leur durée de vie opérationnelle. »</p>
<p>Quant à l’application la plus simple et directe de cette nouvelle compréhension, Radwan souligne que les supercondensateurs améliorés qui en résultent pourraient aussi aider à stabiliser les réseaux électriques en stockant efficacement l’énergie pour la libérer lors des pics de demande, réduisant ainsi les gaspillages. Cela pourrait avoir un impact positif dans divers domaines comme le stockage des énergies renouvelables (solaire, éolien), où la rapidité de stockage et de déversement de l’énergie est cruciale.</p>
<p>Cependant, Radwan mentionne également des questions ouvertes que les chercheurs devront aborder pour transformer cette nouvelle compréhension en produit pratique. Il est essentiel de déterminer « quelles sont les défis potentiels dans la fabrication des supercondensateurs à une échelle industrielle? », ainsi que le « rapport coût-efficacité des nouveaux supercondensateurs par rapport aux technologies existantes » et si « les avantages l’emporteront sur l’augmentation potentielle des coûts de production. »</p>
<p>Enfin, Radwan conclut avec une interrogation: « Comment les matériaux utilisés dans ces nouveaux supercondensateurs se comporteront-ils sur de longues périodes? Sont-ils aussi durables et fiables que les matériaux actuels utilisés dans les batteries et les supercondensateurs? »</p>
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