Une équipe conjointe de chercheurs du laboratoire IBM Research Zurich et de l'ETH Zurich (Zurich Swiss Higher Technical School) a créé un nouveau type de batterie liquide. Selon les développeurs, ces éléments miniatures peuvent simultanément servir de source d'énergie et de dissipateur de chaleur pour les composants les plus chauds des appareils électroniques. La nouveauté suggère la possibilité d'un placement vertical dense des puces sur les cartes pour économiser de l'espace et de l'énergie.
Une telle batterie utilise deux électrolytes qui circulent à l'intérieur d'un système fermé en circuit fermé. «Les puces sont efficacement refroidies et reçoivent l'énergie dont elles ont besoin pour fonctionner», a déclaré Dimos Poulikakos, professeur de thermodynamique à l'ETH Zurich.
La batterie créée par les scientifiques est très mince. Son épaisseur n'est que de 1,5 millimètres. Ses paramètres permettent de réaliser pleinement l'idée des développeurs, qui consiste à créer un «sandwich» multicouche de batteries et de puces. La puce est installée en premier, puis la batterie, puis à nouveau la puce, etc.
Les batteries liquides pour tous types d'appareils ne sont pas nouvelles, elles existent. Mais, fondamentalement, ils sont utilisés comme stockage d'énergie dans les éoliennes et les centrales électriques. Ici, ils stockent temporairement l'énergie afin de la transférer plus tard dans le réseau. «Nous sommes les premiers à construire une batterie aussi mince capable de fournir de l'énergie à la carte et de la refroidir», explique l'un des auteurs du projet. Une batterie de ce type peut à la fois convertir l'énergie des réactions chimiques en électricité et vice versa.
La puissance de l'élément est plutôt bonne: 1,4 W par centimètre carré de surface. Cela devrait être suffisant pour fournir de l'énergie aux petits appareils mobiles. Des essais ont déjà été effectués, qui ont prouvé que les fluides électrolytiques sont vraiment capables de refroidir la puce.
Selon les développeurs, la principale difficulté de la création de telles batteries était de les rendre adaptées à une utilisation avec l'électronique moderne. Une autre difficulté est de réduire la consommation d'énergie du circuit de fluide calorigène. Le mouvement des électrolytes nécessite de l'énergie, et si un tel élément consommait trop d'énergie, il ne conviendrait tout simplement pas comme batteries.
Les réactions électrochimiques dans la batterie se produisent en raison de la présence de deux fines électrodes poreuses séparées par une membrane. Pour créer des batteries, les scientifiques ont utilisé la technologie d'impression 3D. Cela était nécessaire pour créer à partir du polymère un système de canaux à travers lesquels les électrolytes circulent.
Jusqu'à présent, les scientifiques n'ont réussi à prouver que les performances potentielles d'un refroidisseur de batterie liquide. Le fait est qu'il a pu simultanément refroidir des équipements et fournir de l'énergie à des éléments individuels. Mais pour les puces modernes, cette énergie est encore trop petite - un raffinement du système est nécessaire. Néanmoins, les experts sont confiants dans le succès. De plus, l'accumulateur de liquide maintient la température de l'ensemble du système à un niveau optimal.
La technologie s'appelle Redoxflow.