« Un stockage énergétique sûr et à faible coût », affirme ce professeur de l’Université de Floride au sujet de cette batterie qui défie le lithium.

18/10/2026 22:00

Mis à jour le

18/10/2026 22:00

Une équipe du FAMU-FSU College of Engineering, l’école conjointe d’ingénierie de la Florida A&M University et de la Florida State University, a présenté une batterie rechargeable à ions de zinc à base aqueuse visant à s’imposer dans le stockage d’énergie à grande échelle ainsi que dans les systèmes domestiques.

Ce développement, mené par le professeur Petru Andrei et le doctorant Peng Wang, a été publié dans ACS Omega et repose sur des matériaux peu coûteux ainsi que sur un processus de montage plus simple que d’habitude.

Un défi au lithium

Cette avancée intervient à un moment où les batteries au lithium-ion restent la norme de l’industrie, mais elles présentent deux problèmes persistants : le risque de surchauffe et leur inflammabilité. À cela s’ajoute leur empreinte environnementale, un facteur qui a incité divers groupes de recherche à explorer des alternatives plus sûres et ayant un impact moindre.

Dans ce contexte, les batteries aquatiques au zinc-ion, connues sous le nom d’AZIBs, ont suscité de l’intérêt en raison de leur faible coût et de leur impact environnemental plus limité, bien que leur développement ait jusqu’à présent été entravé par des contraintes techniques.

Le critère qui résume l’ampleur de ce progrès est sa durabilité : la batterie a conservé ses capacités après avoir subi plus de 900 cycles rapides de charge et de décharge, un chiffre que les chercheurs présentent comme une base solide pour envisager des applications réelles dans les foyers, les réseaux électriques et les systèmes de secours de grande envergure.

Le principal obstacle a été la croissance des dendrites, de minuscules formations métalliques qui apparaissent lors de la charge et peuvent percer les barrières internes de la batterie, provoquer des courts-circuits et entraîner une défaillance prématurée. À cela s’ajoutent la complexité de fabrication et le manque de stabilité à long terme, trois obstacles qui ont limité son passage du laboratoire à des applications industrielles plus ambitieuses.

La proposition du groupe de Floride vise à résoudre ce point faible dès la conception même de l’électrolyte. Au lieu de recourir à des méthodes conventionnelles, le système intègre un hydrogel spécialisé permettant une électrodeposition in situ de dioxyde de manganèse, de sorte que l’un des composants critiques se forme à l’intérieur même de la cellule pendant son assemblage, et non en tant que pièce fabriquée séparément pour être ensuite insérée.

Selon les chercheurs, tout le processus s’effectue dans l’eau et à l’aide d’un hydrogel non inflammable qui aide à stabiliser la batterie et à empêcher la formation de dendrites.

Cet hydrogel est composé d’alcool polyvinylique et de nanofibres d’aramide dérivées du Kevlar, le matériau utilisé dans les gilets pare-balles. Cette combinaison crée un réseau flexible et résistant capable de retenir l’électrolyte et d’agir comme barrière physique contre le zinc qui forme les dendrites. Selon les auteurs, le résultat est une batterie qui peut être chargée et déchargée rapidement, sans avoir recours à des solvants dangereux ni à un séchage énergétique intensif.

La différence réside également dans la méthode de fabrication. Alors que la technique traditionnelle exige de mélanger des poudres avec des solvants pour créer une pâte épaisse, de recouvrir des feuilles métalliques puis de les soumettre à un séchage prolongé, la nouvelle technique élimine complètement cette étape de mélange du slurry. Cela permet de réduire le nombre d’équipements, les contrôles de qualité et les étapes de production, ce qui, selon les chercheurs, facilite son intégration dans une chaîne industrielle.

En dehors du laboratoire, l’intérêt du projet réside dans ses applications potentielles. Les auteurs mentionnent le stockage à l’échelle du réseau, essentiel pour atténuer la production provenant de sources telles que l’énergie solaire et éolienne, mais aussi les systèmes de secours domestiques, l’électronique flexible et les dispositifs médicaux portables, domaines où l’inflammabilité des batteries conventionnelles représente un risque supplémentaire.

Andrei affirme que l’avenir de cette technologie dépend d’un stockage sûr, peu coûteux et doté d’une longue durée de vie, même au prix de ne pas offrir la plus grande densité énergétique du marché.