Les batteries lithium-ion ont ont parcouru un long chemin, mais à bien des égards, ils ne sont pas allés assez loin.
Ils se chargent plus rapidement que jamais, mais des améliorations sont encore possibles. Les matériaux avec lesquels ils sont fabriqués, notamment le cobalt et le nickel, sont coûteux et problématiques. Les chercheurs se sont efforcés de trouver des matériaux alternatifs, du manganèse au sodium. Maintenant, ils pourraient en avoir un autre : TAQ.
Contrairement à presque toutes les autres batteries lithium-ion, le TAQ est un composé organique – pas du type hippie en liberté, mais du type composé principalement de carbone. Les chercheurs ont étudié les matériaux organiques comme cathodes, la partie chargée négativement de la cellule, car ils pourraient stocker plus d’énergie à moindre coût. Mais jusqu’à présent, les matériaux candidats n’ont pas été très durables car ils ont tendance à se dissoudre dans les électrolytes liquides couramment utilisés aujourd’hui dans l’industrie.
Le nouveau matériau ne se dissout pas dans deux électrolytes largement utilisés et présente une densité énergétique 50 % supérieure à celle de l’une des chimies de batterie lithium-ion les plus couramment utilisées aujourd’hui, le nickel-manganèse-cobalt (NMC).
TAQ, abréviation de bis-tétraaminobenzoquinone, est composé de carbone, d’azote, d’oxygène et d’hydrogène disposés dans une rangée de trois hexagones voisins. La structure est similaire à celle du graphite, qui est aujourd’hui presque universellement utilisé comme matériau d’anode (la borne positive). Chaque molécule TAQ est attirée par jusqu’à six autres via des liaisons hydrogène, qui ne sont pas aussi fortes que les autres liaisons mais sont suffisantes pour créer une feuille presque plate de substance qui peut être superposée avec les trous stockant les ions lithium.
Le matériau a été découvert par Tianyang Chen et Harish Banda alors qu’ils travaillaient dans le laboratoire de Mircea Dincă, professeur au MIT qui a un partenariat avec Lamborghini pour aider le constructeur d’hypercars à électrifier sa gamme. Lamborghini, qui utilisait auparavant un supercondensateur développé dans le laboratoire de Dincă dans son modèle Sian, a obtenu une licence pour le brevet sur le matériau.