Après le solide et le sable, les batteries liquides pourraient résoudre les problèmes de la voiture électrique. on aimerait y croire
Publié par L'équipe dans Actualités le 12/08/2022 à 10:22
L'une des alternatives les plus intéressantes aux batteries lithium-ion sont les batteries à flux liquide , qui ont été développées pendant des années mais qui n'ont jamais été produites.
Jusqu'à présent, la start-up Influit Energy (née sous l'égide de l'Institute of Technology de l'Université de l'Illinois aux USA) vient d'annoncer qu'elle est très proche d'y parvenir grâce à sa technologie de recharge rapide ininflammable , qui promet d'être "jusqu'à 23% plus efficace que les batteries au lithium, à la moitié du prix."
Son fonctionnement à partir des soi-disant "nanoélectrocarburants" (NEF, pour son sigle en anglais) est conçu à la fois pour alimenter les voitures électriques et d'autres moyens de transport tels que les avions. La NASA et les forces armées américaines ont collaboré à son développement.
"Le premier carburant électrique, sûr et rechargeable au monde".
Le travail de l'équipe d'Influit Energy a commencé en 2009 comme un pur exercice de science fondamentale dans un humble laboratoire qui les a déjà dépassés.
Plus d'une décennie plus tard, les installations et l'équipe dirigée par le chercheur et PDG de l'entreprise, John Katsoudas , ont tellement évolué qu'elles ont créé "le premier carburant électrique sûr et rechargeable au monde".
Et cela semble aussi prometteur que cela puisse paraître, même si, comme cela arrive souvent avec une technologie qui promet d'être révolutionnaire, il y a des "mais".
La vérité est que les batteries à flux ou "batteries liquides" ne sont pas nouvelles. Ceux-ci commencent normalement à partir de deux produits chimiques liquides qui sont pompés dans deux conteneurs ou réservoirs séparés par une membrane échangeuse d'ions pour créer un courant électrique, bien qu'ils aient tendance à avoir une faible densité d'énergie.
D'une manière générale, cela est dû au fait qu'il n'est possible de dissoudre qu'une certaine quantité du matériau de la batterie avant qu'il ne commence à se déposer au fond du réservoir, rendant les fluides inutiles.
Principalement pour cette raison, les batteries à flux n'avaient pas dépassé le stade de développement ou n'avaient pas été appliquées dans des projets pertinents jusqu'à présent.
Les scientifiques d'Influit Energy affirment avoir résolu ce problème en utilisant des nanoparticules solides de matériau de batterie (en particulier, de l'oxyde de métal actif) en suspension plutôt que dissoutes dans leur fluide de base.
Par le soi-disant mouvement brownien aléatoire, on parvient à ce que ces minuscules particules ne se déposent pas au fond.
"Nous avons créé un nouveau type de batterie à flux qui est basé sur un matériau composite que nous avons inventé, qui est un nanofluide à haute densité dans lequel les nanoparticules sont des matériaux actifs pour la batterie, que nous avons appelé nanoélectrocarburant, ou NEF ", a-t-il ajouté, explique John Katsoudas.
De cette façon, le NEF fonctionnerait comme un carburant qui peut être extrait de la batterie et remplacé par un carburant déjà chargé : et pas seulement dans le même but.
Il peut être réutilisé dans différents véhicules et n'est pas inflammable
L'une des trois fondatrices d'Influit Energy, qui est également directrice de l'exploitation et directrice de recherche et professeure de chimie à l'Université de l'Illinois, Elena Timofeeva, détaille ce point très intéressant de sa technologie :
"Le format unique des batteries à flux NEF permet d'utiliser les mêmes fluides dans différents appareils. Cela signifie que le fluide, chargé à partir de sources d'énergie renouvelables ou d'un réseau électrique, peut être utilisé pour ravitailler rapidement des véhicules ou pour le stockage stationnaire et d'autres applications portables.
Ainsi, selon le scientifique, le fluide évacué peut être renvoyé vers une station de ravitaillement pour être rechargé en cas de besoin, ou rechargé à l'intérieur du véhicule ou de l'appareil dans lequel il est branché directement sur une source d'alimentation. Il peut également être recyclé.
De plus, Katsoudas affirme que les nanoparticules sont modifiées en surface pour empêcher l'agglomération et réduire la viscosité de la solution de batterie, "au point où les NEF s'écoulent plus ou moins comme de l'huile dans un moteur ".
Selon les données publiées par Influit Energy, ses batteries à flux sont ininflammables, peuvent fonctionner à des températures comprises entre -40°C et 80°C , et ont "une densité d'énergie par volume 23% plus élevée que les batteries lithium-ion.", entre 350 et 550 Wh/l avec un coût de près de la moitié de celui de ceux-ci.
Influit développe non seulement des batteries liquides, mais également des dispositifs de type pile à combustible nécessaires pour extraire l'énergie, ainsi qu'un système de gestion du carburant qui maintient les fluides séparés et conserve le combustible usé pour le recyclage.
Dans la première version de la batterie à flux, baptisée du nom commercial de DARPA, le projet a eu le soutien de la NASA, qui a financé le développement de systèmes de charge rapide.
Pour sa part, les forces armées américaines ont contribué au développement du système de nanoparticules et le gouvernement américain lui-même a contribué pour plus de 10 millions de dollars de financement. Et c'est que ces batteries à flux pourraient être utilisées pour alimenter les futurs véhicules électriques militaires.
Sur le papier, ces batteries liquides présentent de nombreux avantages par rapport aux batteries lithium-ion au-delà de la densité énergétique plus élevée qu'elles promettent.
Parmi les principaux, on constate qu'ils ne sont ni inflammables ni explosifs, car si les liquides se mélangent accidentellement, il ne se passe rien sauf une légère augmentation de la température de quelques degrés.
De plus, en n'utilisant pas de matériaux rares ou de matières premières rares , ils sont moins chers à produire.
De même, ils sont faciles à recharger rapidement et peuvent également être recyclés grâce à un processus simplifié. Cependant, l'une des questions les plus importantes reste à éclaircir : sa longévité, qui n'a pas été révélée par l'entreprise.
De plus, il reste encore un long chemin à parcourir avant d'atteindre l'étape finale de la production en série, en commençant par une installation correctement dimensionnée et plus de personnel. Ils y travaillent déjà, mais en attendant, les perspectives sont encourageantes pour Influit.
Les chercheurs testent déjà ce qui serait la deuxième génération de DARPA pour voir si elle est viable. Selon eux, "elle offrira une densité d'énergie quatre à cinq fois supérieure aux batteries au lithium classiques (jusqu'à 550-750 Wh/kg) pour un tiers de son coût".
