Un matériau à conduction mixte d’ions et d’électrons pour batteries tout-solide

Les batteries tout-solide représentent des dispositifs de stockage d’énergie de nouvelle génération, remplaçant l’électrolyte liquide inflammable des batteries lithium-ion classiques par des matériaux solides afin d’améliorer la sécurité, la densité énergétique et la durée de vie. Leur développement reste toutefois limité par la rareté de matériaux capables d’assurer simultanément la conduction ionique et électronique. 

Alexandru Vlad (WEL Research Institute – UCLouvain) et ses collaborateurs ont étudié les réseaux métal–organiques (MOFs), des matériaux poreux composés de métaux reliés par des ligands organiques, qui offrent une grande modularité chimique mais n’avaient jusqu’ici jamais montré cette double conduction. Les chercheurs ont conçu un MOF monophasé présentant une conduction mixte ions–électrons en utilisant une stratégie de réduction « riche en cations », enrichissant fortement le matériau en ions Li⁺ tout en générant des porteurs électroniques. Ses propriétés de conduction ont été caractérisées expérimentalement à température ambiante et le MOF a été intégré dans un prototype de batterie tout-solide. 

Ce travail constitue la première démonstration d’un MOF monophasé à conduction mixte et souligne son potentiel pour des applications dans des dispositifs électrochimiques tout-solide.

Référence: Apostol et al, A single-phase mixed ion-electron conducting metal−organic framework, J Am Chem Soc (2026) doi:10.1021/jacs.5c1810