Et si le temps de charges des batteries électroniques se comptait en secondes, et non en minutes ou en heures comme c'est le cas actuellement ? Grâce aux travaux menés par Gerbrand Ceder et Byoungwoo Kang, du Massachusetts Institute of Technology (MIT), ce sera peut-être une réalité d'ici quelques années. Les deux chercheurs ont tenté de comprendre pourquoi les batteries à lithium-ion utilisées traditionnellement en électronique mettent autant de temps à se recharger. Dans une batterie, le déplacement des ions de l'anode vers la cathode crée le courant électrique et libère l'énergie, et le déplacement inverse (de la cathode vers l'anode) recharge l'appareil. Or, si les batteries actuelles peuvent stocker de grandes quantités d'énergie, elles la libèrent et l'accumulent très lentement. Longtemps cette situation a été mise sur le compte de la vitesse de déplacement des électrons dans le phosphate lithium-fer, qui sert de matériau de base à la plupart des batteries. Or d'après des calculs théoriques, les ions porteurs de charges devraient se déplacer très rapidement dans ce matériau. Des rocades pour les ions « Si le transport des ions lithium est si rapide, le problème est ailleurs », affirme Gerbrand Ceder. En effet, Gerbrand Ceder et Byoungwoo Kang ont découvert que les ions se déplacent si vite parce qu'ils passent par des tunnels accessibles à partir de la surface du matériau. Seuls les ions situés en face de l'entrée de ces tunnels peuvent y accéder, les autres se retrouvent bloqués. Les deux scientifiques ont donc modifié la structure de surface du matériel pour créer des « rocades à ions », similaires aux périphériques ceinturant les grandes villes. Une fois sur cette rocade, les ions circulent plus vite, et s'engouffrent automatiquement dans le tunnel le plus proche d'eux. Les chercheurs ont créé une batterie de test capable de se recharger en 10 à 20 secondes, comparée aux six minutes nécessaires pour une batterie traditionnelle de taille équivalente. De plus, les capacités de cette batterie se dégraderaient moins vite au fur et à mesure de ses cycles de charge/décharge. Encore à l'état de prototype, ce système pourrait avoir des applications commerciales assez rapidement. Il ne s'agit pas en effet d'utiliser une nouvelle matière, mais d'assembler différemment une matière déjà existante.