Frustro-Voltaic-Storage
🔋 Frustro-Voltaic Storage (FVS)
“L’énergie ne meurt pas, elle est simplement frustrée.” Une architecture de batterie qui refuse l’équilibre thermodynamique pour maximiser le flux.
📖 Vue d’ensemble
Frustro-Voltaic Storage est un projet de recherche open-source visant à dépasser les limites physico-chimiques des batteries Lithium-Ion actuelles (intercalation classique).
Au lieu de lutter contre l’instabilité, nous l’ingénions. Ce projet s’appuie sur le concept de Frustration Géométrique (issu de la physique de la matière condensée) pour créer des matériaux où les ions ne se “coincent” jamais dans des états fondamentaux profonds, garantissant une mobilité superionique et une durée de vie quasi-infinie.
⚛️ L’Innovation : Frustration Multi-Échelle
Contrairement aux batteries monolithiques, la FVS intègre la frustration à trois niveaux d’échelle simultanés :
1. Échelle Atomique : Le “Moteur Quantique”
- Technologie : Réseaux de Kagomé et Liquides de Spin Quantiques (QSL).
- Principe : Utilisation de matériaux (ex: Herbertsmithite synthétique) où la géométrie triangulaire empêche l’ordre magnétique.
- Effet : Maintient les canaux de diffusion ouverts en permanence. Pas de changement de phase destructeur.
2. Échelle Mésoscopique : “Twistronics Ionique”
- Technologie : Super-réseaux de Moiré.
- Principe : Empilement de couches d’électrolytes solides avec un angle de torsion (twist angle) précis.
- Effet : Création de “canaux plats” (flat bands) pour une conductivité ultra-rapide et un piégeage contrôlé des ions sans dégradation mécanique.
3. Échelle Macroscopique : “Boîtier Respirant”
- Technologie : Métamatériaux Auxétiques.
- Principe : Une structure qui s’élargit lorsqu’elle est étirée (Coefficient de Poisson Négatif).
- Effet : La batterie absorbe l’expansion volumique (gonflement) lors de la charge sans créer de micro-fissures. Elle “respire” au lieu de craquer.
🎯 Objectifs de Performance
| Paramètre | Li-Ion Standard | Frustro-Voltaic (Cible) | | :— | :— | :— | | Densité | 250 Wh/kg | > 600 Wh/kg | | Cycles | 1000 - 2000 | > 10 000 | | Sécurité | Risque thermique | Inerte (Tout Solide) | | Charge | 1h - 4h | < 10 minutes |
🛠️ Roadmap Technique
- Phase 1 : Théorie - Validation des concepts physiques (Rapport Batterie Frustration Géométrique Multi-Échelle).
- Phase 2 : Simulation - Modélisation des réseaux de Kagomé via DFT (Density Functional Theory).
- Phase 3 : Synthèse - Création d’électrolytes solides prototypes (Sulfures dopés).
- Phase 4 : Intégration - Premier prototype de cellule bouton.
🤝 Contribution
Ce projet se situe à la frontière de la physique théorique et de l’ingénierie des matériaux. Nous cherchons des contributions en :
- Modélisation Atomistique (VASP, Quantum ESPRESSO)
- Chimie RĂ©ticulaire (MOFs/COFs)
- Nanofabrication
đź“ś Licence
Projet sous licence MIT. Développé dans le cadre de l’initiative Lichen Universe.