Batteries

Comment cette batterie ultra solide pourrait révolutionner la conception de véhicules électriques

Des chercheurs suédois ont créé la batterie la plus solide du monde. Elle est tellement résistante qu’elle pourrait directement servir d’armature pour les vélos ou les voitures réduisant ainsi le poids et la consommation.

En bref :

Les chercheurs de l’Université de Technologie de Chalmers en Suède ont créé la batterie structurelle la plus puissante au monde.

Fabriquée en fibre de carbone composite, cette batterie est tellement résistante qu’elle peut servir de structure pour un vélo, une voiture ou tout autre produit.

La capacité de 30 Wh/kg permet d’envisager son utilisation commerciale dans les produits du grand public.

C’est une petite révolution dans le monde des batteries puisque les chercheurs de l’Université de Technologie de Chalmers en Suède ont créé la batterie structurelle la plus puissante au monde, qui sert à la fois de source d’énergie et de matériau porteur.

Cette innovation pourrait réduire considérablement le poids des voitures, avions et appareils électroniques, améliorant radicalement l’efficacité énergétique. Par exemple, elle pourrait réduire de moitié le poids des ordinateurs portables, alléger les vélos électriques ou prolonger l’autonomie des voitures électriques jusqu’à 70 % avec une seule charge, marquant un grand pas en avant pour la technologie durable.

« Nous avons réussi à créer une batterie composite en fibres de carbone aussi rigide que l’aluminium et suffisamment dense en énergie pour être utilisée commercialement. Tout comme un squelette humain, la batterie a plusieurs fonctions en même temps » explique Richa Chaudhary, chercheuse à Chalmers et première auteure d’un article scientifique récemment publié dans la revue Advanced Materials.

La recherche sur les batteries structurelles est menée depuis de nombreuses années à Chalmers, parfois en collaboration avec des chercheurs de l’Institut royal de technologie KTH de Stockholm. En 2018, le professeur Leif Asp et ses collègues ont publié leurs premiers résultats montrant comment les fibres de carbone rigides et résistantes pouvaient stocker de l’énergie chimique. La nouvelle s’est largement répandue, et cette découverte a été classée parmi les dix plus grandes percées de l’année par la prestigieuse revue Physics World.

Poids réduit et intégration inégalée

Depuis 2018, l’équipe de recherche a perfectionné son concept pour accroître à la fois la rigidité et la densité énergétique. Un cap a été franchi en 2021 avec une densité énergétique de 24 wattheures par kilogramme (Wh/kg), soit environ 20 % de la capacité d’une batterie lithium-ion comparable. Aujourd’hui, elle atteint 30 Wh/kg. Bien que cela reste inférieur aux batteries actuelles, les conditions sont très différentes. Lorsque la batterie fait partie de la structure et est fabriquée avec un matériau léger, le poids total est grandement réduit.

Un cadre de vélo électrique pèse entre 3 et 5 kg. Equipée de cette batterie structurelle, le cadre pourrait donc stocker entre 90 et 150 Wh (sans batterie additionnelle donc). Les fabricants pourraient ainsi concevoir des vélos très légers. A titre de comparaison, les meilleures batteries Lithium Ion bénéficient d’une densité de 200 Wh/kg. Pour l’instant, cela ne semble pas vraiment rentable, mais la technologie est encore amenée à évoluer et à s’améliorer.

Le professeur Leif Asp explique : « Investir dans des véhicules légers et économes en énergie est une évidence si nous voulons économiser l’énergie et penser aux générations futures. Nous avons fait des calculs pour les voitures électriques, et ils montrent qu’elles pourraient rouler jusqu’à 70 % plus longtemps qu’aujourd’hui avec des batteries structurelles compétitives ».

Un long chemin avant la commercialisation

Comme toutes les avancées technologiques majeures, il faudra encore du temps avant l’industrialisation du procédé de fabrication et la commercialisation des premiers produits utilisant des cadres/batteries. Il reste encore beaucoup de travail d’ingénierie à réaliser avant que les cellules de batterie ne passent de la fabrication à petite échelle en laboratoire à la production à grande échelle pour les produits du grand public.

Le professeur Leif Asp l’assure : « On peut imaginer des téléphones portables aussi fins qu’une carte de crédit ou des ordinateurs portables deux fois plus légers que ceux d’aujourd’hui. Il pourrait également être possible que des composants tels que l’électronique dans les voitures ou les avions soient alimentés par des batteries structurelles. De grands investissements seront nécessaires pour répondre aux besoins énergétiques de l’industrie du transport, mais c’est là que la technologie pourrait faire la plus grande différence ». Les secteurs de l’automobile et de l’aérospatiale semblent à ce stade les plus intéressés par cette technologie.

Source : All About Industries