Des batteries qui durent plus longtemps et se rechargent plus rapidement
Des chercheurs du PSI et de l’ETH Zurich ont développé un procédé simple et bon marché qui permet d’améliorer nettement la performance des batteries lithium-ion. Qu’il s‘agisse de montres, de smartphones, d’ordinateurs ou de voitures, ce procédé permet d’optimiser les batteries pour tous les domaines d’application, car il est modulable en terme de taille. Non seulement l'autonomie est meilleure, mais en plus la recharge se fait plus rapidement.
Des chemins hydrophiles pour améliorer l’efficacité des piles à combustible
Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer (PSI) ont développé un procédé de revêtement qui pourrait améliorer l’efficacité des piles à combustible. Les scientifiques du PSI ont déjà déposé un brevet pour ce procédé qui se prête à la fabrication en série.
La clé pour recharger plus vite une batterie lithium-ion
Les batteries Li-ion utilisant le phosphate de fer lithié comme électrode positive (cathode) ont une longue durée de vie et peuvent être rechargées relativement vite. Des chercheurs de l'Institut Paul Scherrer PSI et du constructeur automobile japonais Toyota expliquent dans une nouvelle étude pourquoi cela est possible. Ce phénomène a pu être mis en évidence grâce à des mesures réalisées à l'aide d'une nouvelle technique développée au sein du laboratoire électrochimique de PSI et du synchrotron Swiss Light Sources (SLS) au PSI.
Das Kompetenzzentrum Speicherung zieht nach einem Jahr Bilanz
Am vergangenen 4. November fand am Paul Scherrer Institut das erste Jahressymposium des Kompetenzzentrum des Bundes für Forschung zu Strom- und Wärmespeicherung (SCCER Heat and Electricity Storage) statt. Vertreter aus den beteiligten Forschungsgruppen sowie aus Industrieunternehmen mit einem Bezug zum Thema Speicherung berichteten in ihren Vorträgen über die jüngsten Fortschritte auf dem Gebiet der Wärme- und Stromspeicherung in der Schweiz. Die Tagung zeigte die Intensität der Transformationen, die von der Energiestrategie 2050 in Gang gesetzt worden sind.Cette actualité n'existe qu'en allemand.
Première: visualiser la glace dans les piles à combustible
A l’aide d’une méthode novatrice, des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer (PSI) ont réussi une première : visualiser directement la répartition de la glace et de l’eau liquide dans une pile à combustible à hydrogène. Pour distinguer de manière très fiable les zones où se trouve de l’eau liquide de celles où se trouve de la glace, cette nouvelle technique d’imagerie utilise successivement deux faisceaux de neutrons, dotés chacun d’une énergie différente. La méthode ouvre ainsi une perspective : la possibilité d’analyser l’un des principaux problèmes lié à l’utilisation de piles à combustible pour la propulsion de véhicules. La glace peut en effet boucher les pores dans les piles, et ainsi entraver leur fonctionnement. Les scientifiques du PSI ont publié leurs résultats le 16 juin 2014, dans la revue «Physical Review Letters».
Le savoir-faire en piles à combustible de l’Institut Paul Scherrer au cœur des nouveaux Minibars CFF
Le 4 avril 2014, les CFF lancent un nouveau modèle de Minibar dans leurs trains Intercity. Il sera équipé d’un système de pile à combustible, au développement duquel l’Institut Paul Scherrer a contribué. Grâce à ce système et en dépit des contraintes d’espace, le Minibar dispose à présent de suffisamment d’énergie pour préparer aussi des capuccinos et des latte machiato.
L’Institut Paul Scherrer dirige deux des pôles de compétence de la Confédération dans le domaine de l’énergie
Dans le cadre de la Stratégie énergétique 2050, la Confédération et le Parlement ont décidé de renforcer l’encouragement de la recherche énergétique en Suisse. Dans ce cadre, il est prévu de mettre sur pied sept pôles de compétence travaillant en réseau : les Swiss Competence Centers in Energy Research (pôles de compétence interuniversitaire en recherche énergétique ou SCCER). Des institutions du Domaine des EPF, des universités et des hautes écoles spécialisées (HES) devraient s’allier, au sein des SCCER, avec des partenaires industriels. Objectifs : constituer de nouvelles compétences, et mettre au point des solutions novatrices dans certains champs d’action décisifs pour le tournant énergétique. Dans deux SCCER à dévolus au stockage de l’énergie et à la biomasse à qui ont déjà obtenu leur adjudication, l’Institut Paul Scherrer (PSI) est l’institution responsable. Ils se mettront au travail dès 2014.
La membrane pour pile à combustible de l’Institut Paul Scherrer est meilleure que son pendant du commerce
Lors de tests de laboratoire, une membrane novatrice pour pile à combustible, développée à l’Institut Paul Scherrer (PSI), a démontré une plus longue durée de fonctionnement que son pendant disponible dans le commerce. La percée a été rendue possible grâce au traitement d’un synthétique bon marché par irradiation, suivi d’un « greffage » de précieux additifs. Le synthétique ainsi modifié tient plus longtemps, et pourrait réduire de 50% à 80% les coûts de fabrication de la membrane. Celle-ci pourrait être utilisée, par exemple, dans des piles à combustible à hydrogène, ou dans des électrolyseurs, pour produire de l’hydrogène à partir d’eau.
Zukünftige Computerchips mit "elektronischem Blutkreislauf"
Im Rahmen des Sinergia-Programms fördert der Schweizerische Nationalfonds das dreijährige Forschungsvorhaben REPCOOL. Unter der Leitung von IBM Research à Zürich arbeiten in diesem Projekt Wissenschaftler der ETH Zürich, des Paul Scherrer Instituts in Villigen und der Università della Svizzera italiana in Lugano gemeinsam an der Erforschung eines elektronischen Blutkreislaufs für zukünftige 3D-Computerchips. Vom menschlichen Gehirn inspiriert, entwickeln die Forscher ein Mikrokanalsystem mit einer elektrochemischen Flussbatterie, die 3D-Chipstapel gleichzeitig kühlen und mit Energie versorgen. Ultimatives Ziel ist die Entwicklung eines Supercomputers in PC-Grösse.Cette actualité n'existe qu'en allemand.
Cinq fois moins de platine : grâce à un nouveau catalyseur aérogel, les piles à combustible pourraient devenir économiquement attrayantes
Les piles à combustible produisent de l’électricité à partir d’hydrogène et n’émettent que de l’eau, elles sont une alternative écologique pour la mobilité individuelle du futur. Depuis plus de 10 années, l’Institut Paul Scherrer (PSI) étudie et développe des piles à combustibles basse température à membrane polymère. Les premiers tests pratiques ont montré que ces piles à combustible peuvent être utilisées avec succès pour des voitures et des bus. Mais d’autres recherches restent nécessaires pour améliorer la longévité de cette technologie et la rendre économiquement viable. Une équipe internationale de chercheurs, à laquelle participe le PSI, a fabriqué un nanomatériau potentiellement capable d’améliorer la performance et la durabilité de ces piles à combustible à tout en réduisant les coûts.
Dosing Differential Electrochemical Mass Spectrometry (D-DEMS) for Li-O2 Batteries
The high-energy rechargeable Li-O2 battery has been subject to intensive research worldwide during the past years. The Li-O2 cell mainly comprises a negative (e.g. Li metal) and positive (e.g. porous carbon) electrode separated by an electronically insulating, but Li+ conducting electrolyte layer. In order to study the cell chemistry, a differential electrochemical mass spectrometry setup based on a set of valves, a pressure sensor and a quadrupole mass spectrometer has been developed.
Stockage d’énergie : un dispositif de carbone ultramince
En 2010, deux physiciens d’origine russe se sont vu décerner le prix Nobel pour la découverte et la caractérisation du graphène : un matériau d’épaisseur monoatomique, composé d’une seule couche de carbone. Leur découverte a fait grand bruit, car à maints égards, le graphène est un matériau exceptionnel. Depuis qu’il a été isolé pour la première fois, les scientifiques du monde entier se sont donc jetés dessus, en quête d’applications. Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer (PSI) on a présent élaboré les fondements d’un supercondensateur à base de graphène. Ce dernier pourrait contribuer, par exemple, à allonger notablement la durée de vie des batteries des voitures hybrides.
Radiation grafted membranes developed at PSI outlast state-of-the art commercial membranes in the fuel cell
Components for the polymer electrolyte fuel cell (PEFC) are required to show high performance and durability under application relevant conditions. Furthermore, for commercial viability the materials and processes for component fabrication need to be of los cost. The polymer electrolyte membrane developed at PSI on the basis of the radiation grafting technique has the potential of being produced in cost-effective manner. In recent years, we have collaborated with the Belenos Clean Power to further develop the membrane to commercial competitiveness.
Un effet mémoire découvert également dans les batteries Li-ion
Les batteries lithium-ion sont des batteries de puissance utilisées pour le stockage de l’énergie de nombreux appareils électroniques. Elles peuvent emmagasiner une quantité importante d’énergie pour un volume et un poids relativement faibles. Par ailleurs et ce jusqu'à présent, elles ont eu la réputation de ne pas être sensibles à l’effet mémoire. C’est ainsi que les spécialistes désignent une déviation du potentiel de la batterie, cette dernière est causée quand la batterie n’est pas complètement chargée ou déchargée. Le résultat en est que l’énergie stockée n’est que partiellement disponible et il n’est alors plus possible de procéder à une estimation fiable de l’état de charge de la batterie. Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer (PSI) et leurs collègues des Toyota Central R&D Labs, Inc, au Japon, ont à présent identifié un effet mémoire dans un type de batteries lithium-ion très répandu. Cette découverte revêt une importance toute particulière dans la perspective de l’arrivée imminente des batteries lithium-ion sur le marché du véhicule électrique. Leur travail paraît aujourd’hui dans la revue spécialisée Nature Materials.
Partially reduced graphene oxide paper: a thin film electrode for electrochemical capacitors
One way to utilize graphene and its’ outstanding specific surface area of 2630 m2g-1 for supercapacitor electrodes is by preparing a so called free-standing graphene paper. Such a flexible, conductive graphene-paper electrode was prepared by a flow-directed filtration of graphene oxide dispersion followed by a gentle thermal reduction treatment of the filtrate. The prepared partially reduced graphene oxide paper (GOPpr) showed a dense packing of graphene sheets with a distinct interlayer distance of 4.35 Å.
Flow modeling in gas diffusion layers of PEFCs at the micro- and mesoscale
he optimization of thermochemical and electrochemical conversion systems is of high importance for a sustainable energy future society. Of particular interest regarding the performance of polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) is the study of the gas flow in the gas diffusion layers (GDL). More specifically, permeability and diffusivity measurements in a model PEFC under normal operating conditions are highly desirable. As laboratory-measurements of these quantities under such conditions are very demanding, an alternative is the use of computer-based simulations.
X-Ray Tomography of Water in Operating Fuel Cell
Polymer electrolyte fuel cells (PEFC) convert the chemical energy of hydrogen with a high efficiency (40-70 %) directly into electricity. The product of the overall reaction is water, produced at the cathode of the cell. The interaction of liquid water with the porous structures of the cell is one of the mechanisms in the PEFC that are commonly believed to be key for further optimization with regard to performance, durability and cost.
Local current measurement in PEFC
Major barriers for a successful commercialization of Polymer Electrolyte Fuel Cells (PEFCs) are insufficient lifetime and high cost of platinum catalyst. A comprehensive understanding of aging and transport phenomena on all relevant length scales is a key to improve durability and to reduce precious metal loading. Flow fields as used in PEFCs for the distribution of the reactant gases over the electrode area cause inhomogeneities. The importance of down the channel inhomogeneities has been realized.