Le futur des batteries

L’avenir de la technologie repose avant tout sur le développement de dispositifs capables de stocker en masse l’énergie la plus puissante et la plus durable qu’il soit. Les avancées des recherches seront profitables à l’IT, mais aussi aux voitures électriques et autres produits connectés qui remplissent peu à peu notre quotidien.

L’un des dispositifs de stockage d’énergie les plus prometteurs n’est autre que les batteries basées sur l’utilisation de lithium en tant que matériau de stockage d’énergie. Actuellement, les batteries les plus courantes sont celles à lithium-ion. Ces batteries sont rechargeables et ont une densité d’énergie qui leur permet de stocker et libérer plus d’énergie que les batteries traditionnelles. La problématique qui se pose donc aujourd’hui aux chercheurs c’est amélioration des matériaux utilisés afin d’augmenter leur durée de vie.

En effet, pendant le cycle de charge, la houle des électrodes exercent des pressions sur le matériau lui-même. Ces pressions répétées à chaque cycle de charge dégradent la batterie et restreignent sa capacité à stocker de l’énergie. C’est donc au niveau des électrodes et de la prévention de leur endommagement que les recherches actuelles se tournent.

• Des batteries qui s’auto-guérissent
Une équipe de scientifiques de l’Université de Stanford a mis au point une électrode capable de s’auto-guérir des altérations causées par le cycle de charge. En recouvrant l’électrode d’un polymère élastique, les minuscules fissures qui se créent pendant la charge se relient ensemble spontanément.

En pratique, les tests effectués ont montré que les électrodes revêtues n’ont connu des baisses significatives en termes de capacité de stockage qu’à partir du centième cycle de charge. Comme le déclare Yi Cui, professeur chargé de la direction des recherches, « c’est encore assez loin de l’objectif d’environ 500 cycles pour les smartphones et des 3000 pour les véhicules électriques, mais la promesse est belle et bien là, et de toutes nos données, il semble que cela fonctionne ».

• Des virus pour renforcer les batteries
Moins répandues que les batteries lithium-ion, les batteries lithium-air ont une capacité de stockage d’énergie encore plus grande que leur consœur. Les scientifiques espèrent produire des batteries plus petites et plus légères tout aussi puissantes en utilisant cette technologie. Une équipe de chercheurs du M.I.T travaille sur des techniques permettant de produire un matériau plus robuste au niveau des électrodes des batteries lithium-air.

Pour ce faire, ils ont utilisé des virus génétiquement modifiés pour produire des nano-fils qui peuvent être utilisés comme électrodes de la batterie. Selon les chercheurs, ces modifications pourraient fournir une densité d’énergie deux à trois fois supérieure à celle proposée par les meilleures batteries lithium-ion sur le marché. Autre avantage, ce procédé tend à simplifier et diminuer les coûts de fabrication sur le long terme.

Les tests ont montré des résultats positifs sur les 50 cycles de charge effectués. Même si davantage de recherches sont nécessaires pour développer et améliorer le procédé, ces avancées risquent de bouleverser l’univers des batteries et ainsi élargir le champ des possibles. Rappelons que l’augmentation de la durée de vie des batteries est, en effet, un enjeu majeur pour lutter contre l’obsolescence prématurée des produits.

Source: © Ecoseed.org