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Des ingénieurs américains ont mis au point un nouveau type de batterie à base d’aluminium, de sel et de soufre. Peu coûteuse, elle résiste au feu et aux défaillances, et peut être rechargée très rapidement.

Des avantages de taille

Les batteries lithium-ion ont dominé le secteur au cours des dernières décennies, grâce à leur fiabilité et à leur densité énergétique élevée. Cependant, ce matériau devient plus rare et cher, et les cellules peuvent être dangereuses, explosant ou s’enflammant si elles sont endommagées ou mal utilisées. Des alternatives moins chères et plus sûres s’avérant nécessaires dans le cadre de la transition énergétique, une équipe du MIT a développé un nouveau type de batterie utilisant des matériaux largement disponibles.

Leur choix s’est porté sur l’aluminium pour une électrode et le soufre pour l’autre, le tout complété par un électrolyte de chloro-aluminate (sel) fondu. Non seulement bon marché et courants, ces matériaux ne sont pas inflammables, ce qui évite tout risque d’incendie ou d’explosion.

Différents tests ont montré que les nouveaux éléments de batterie pouvaient supporter des centaines de cycles de charge et se recharger très rapidement (dans certaines expériences, en moins d’une minute). Selon les auteurs de l’étude, publiée dans la revue Nature, le coût de ces cellules serait six fois inférieur à celui de batteries lithium-ion de taille similaire.

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Pouvant fonctionner à des températures élevées (jusqu’à 200 °C), cette nouvelle conception se recharge environ 25 fois plus rapidement à 110 °C qu’à 25 °C, et ne nécessite pas de source d’énergie externe pour atteindre ce seuil : son cycle habituel de charge/décharge suffit à l’y maintenir.

Alimenter les maisons et les véhicules électriques

Si le type de sel utilisé dans l’électrolyte a été choisi en raison de son faible point de fusion, celui-ci présente par coïncidence un autre avantage : il empêche naturellement la formation de dendrites, vrilles métalliques se développant progressivement entre les deux électrodes jusqu’à provoquer un court-circuit, qui constituent un obstacle majeur pour les batteries, et plus particulièrement les cellules lithium-ion.

Selon l’équipe, cette conception de batterie pourrait assurer l’alimentation d’une maison individuelle à partir de sources renouvelables, et également être utilisée pour recharger rapidement les véhicules electriques.

Les brevets des batteries aluminium-soufre ont été récemment cédés sous licence à une entreprise dérivée appelée Avanti, cofondée par l’un des auteurs de l’étude. La prochaine étape consistera à construire la batterie à l’échelle et à la soumettre à des tests de résistance.

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