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Des scientifiques de l’université de Glasgow ont développé une technologie de batterie qui permettrait de les recharger en quelques secondes « à la pompe » avec un électrolyte liquide.
Partout dans le monde des chercheurs s’activent à mettre au point une technologie de batterie plus performante que celle des piles lithium ion actuellement utilisées dans la plupart des véhicules électriques. Si la batterie dite « solide » (parce qu’elle utilise un électrolyte solide) semble être à l’heure actuelle la technologie la plus susceptible d’être adoptée à relativement court terme par les constructeurs, des équipes de recherche s’orientent vers d’autres pistes. L’une des solutions envisagées est celle de la batterie « liquide ».
Il s’agit en fait d’une technique que les scientifiques appellent « batterie redox flow ».
Les batteries à flux sont un type de batteries rechargeables utilisant deux électrolytes liquides contenant des éléments chimiques électroactifs dissous et séparés par une membrane. Leur particularité est de stocker les électrolytes à l’extérieur de la cellule de réaction, dans des réservoirs. Les électrolytes sont ensuite pompés dans la cellule afin de libérer sous forme électrique l’énergie chimique qu’ils contiennent.
L’avantage est de pouvoir rapidement « recharger » le système en remplaçant les électrolytes dans les réservoirs et en les régénérant lors d’une « recharge » à l’extérieur de la batterie.
Cette technologie n’est pas récente : la solution conventionnelle, brevetée dès 1976 par la NASA, est la cellule redox (réduction-oxydation). L’énergie stockée dans une telle batterie est indépendante de sa puissance. En effet seule la taille des réservoirs détermine la quantité d’énergie disponible, tandis que la puissance dépend de la surface des électrodes dans la cellule. Une variante appelée batterie à flux hybride n’utilise qu’un seul réservoir d’électrolyte, l’autre composant électroactif étant déposé sous forme solide.
Certains types de batteries à flux bénéficient d‘une densité d’énergie très élevée (plus de 1000 Wh par kg). Elles peuvent supporter plus de 10.000 cycles de charge sans effet mémoire. En outre elles ne souffrent quasiment d’aucun effet d’auto-décharge.
Parmi les inconvénients, citons la complication générée par la présence des réservoirs et la nécessité d’utiliser un système de circulation de l’électrolyte comprenant des pompes, des tuyauteries, des capteurs, etc.
Cette solution est particulièrement intéressante pour les gros systèmes de stockage, stationnaires où l’encombrement ne pose pas problème. Cependant des chercheurs et des sociétés travaillent sur l’utilisation de batteries à flux hybride pour les véhicules électriques. On comprend directement l’intérêt : une telle batterie pourrait se recharger en quelques secondes en « pompant » de l’électrolyte « frais » dans le réservoir et en vidant l’électrolyte « déchargé ». Celui-ci pourrait alors être régénéré (ou rechargé) en dehors du véhicule.
Recharger sa voiture électrique « à la pompe » ?
Une équipe de l’université de Glasgow dirigée par le professeur Leroy Lee Cronin travaille notamment sur cette technologie de batterie. Dans un article publié récemment par le magazine scientifique Nature Chemistry, ils dévoilent les résultats d’une recherche qui leur a permis de mettre au point un électrolyte de type oxoanion. Celui-ci présente la particularité de pouvoir générer soit de l’électricité dans une batterie redox flow hybride, soit de l’hydrogène pour alimenter une pile à combustible. Les chercheurs envisagent l’utilisation de leur « trouvaille » pour les voitures électriques et annoncent une densité d’énergie théorique de 1000 Wh/l mais en pratique elle serait de 225 Wh/l, ce qui positionne cette solution à un niveau de densité volumique semblable à celui des batteries lithium ion.
Il faut bien comprendre que cette technologie est encore au stade de la recherche et ne pas s’attendre à la voir apparaître demain dans un véhicule électrique. On peut d’ailleurs se poser la question de l’intérêt d’une telle solution. Evidemment, la recharge rapide « à la pompe » a l’avantage de ne pas perturber l’automobiliste dans ses habitudes et de résoudre le problème d’autonomie pour les longs voyages. Mais, par rapport à la facilité des solutions de recharge actuelles, sur une simple prise de courant alimentée par le réseau électrique existant (ou par des panneaux photovoltaïques installés sur son toit), la technologie de batterie redox flux requiert la mise en place de toute une infrastructure pour la production de l’électrolyte, son transport, sa distribution dans des stations-services, sa régénération, etc. Infrastructure qu’il faudra construire, entretenir et amortir et qui pèsera lourd sur les coûts de la solution.
Quel intérêt ?
Cette technologie pourrait peut-être s’envisager avantageusement pour des flottes de véhicules utilitaires, des engins de chantier, voir des bateaux ou des avions pour lesquels la recharge rapide par simple pompage d’un liquide dans le réservoir constituera un réel atout.
Mais sera-t-elle intéressante pour des voitures électriques qui seront équipées dans quelques années de batteries dont l’autonomie dépassera les 500 voire 600 km et qui se rechargeront en quelques petites minutes sur des bornes ultra rapides de 350 à 450 kW ? Personnellement je suis sceptique.
Et vous, qu’en pensez-vous ?
La voiture existe déjà depuis un moment
voir la quantum avec la nanocell technologie chez les allemands !
Déjà 3 modelles en essais et range de 1000 km sans recharge !
Vieille technologie qui n’a jamais été utilise concrètement et je doute qu’elle le sera un jour.
Pour la recharge à 350 kw ,j’ai toujours pensé que les batteries s’useront très vite.
Il n’y a pas assez de recul dans le temps et Tesla ne recommande pas l’utilisation intensive des superchargeurs.
Il y a aussi le graphene qui est très prometteur pour un avenir proche.
ça fait 10 ans qu’on lit des sujets sur des technologies miracles….mais c’est toujours au stade de la recherche, comme l’ont fait remarquer certain c’est à se demander si le but n’est pas pour ces labos de toucher des subventions. Si cette technologie brevetée en 1976 était si pertinente ça fait longtemps qu’elle se serait généralisée.
Pour la mobilité, cela me semble encore compliqué (encombrement, infrastructures à refaire, …)
Par contre, comme pour les supercondensateurs, je ne comprends pas qu’on ne propose pas ça comme système de stockage pour les habitations qui pourraient être en autoconsommation. La place et le poids n’étant pas des problèmes.
Cela me semblerait infiniment plus pertinent que les batteries murales de Tesla.
Il manque beaucoup de paramètres dans cet article, mais c’est un peu normal… Nous n’en sommes qu’au début.
Les batteries telles que nous les connaissons polluent énormément les pays producteurs et nous exploitons une main-d’oeuvre comme du temps des esclaves pour avoir des prix de vente compétitifs.
Ce que cet article nous propose ne me dit pas, moi qui suis un néophyte, si le système inclus dans la voiture est polluant à la conception, à la destruction, et sa durée de vie.
Le système à Hydrogène et pile à combustible semble présenter pour l’instant la solution la moins destructrice pour la planète.
Désolé de parler d’équilibre écologique ici, mais un jour il faudra bien y penser, ne serait ce que pour l’instant les voitures électriques ne représentent qu’un tout petit marché, mais ça pourrait changer, et alors nos enfants pourraient payer très chers nos mauvais choix (et les pays producteurs de matériaux dangereux aussi, mais plus rapidement).
.. et ne pas s’attendre à la voir apparaître demain dans un véhicule électrique. »
Quoi? Automobile Propre ne rapelle pas la prototype en 2014 de Quant-E et Quantino par NanoFlowCell.
https://www.youtube.com/watch?v=RqLpqR0SPnQ
Mais c’est vrai le marche de voiture électrique redox-flow avance pas tellement vite.
enieme HOAX d un laboratoire universitaire et ses chercheurs chinois habituels qui bossent sur le sujet chaud du moment en quete de sousous…..aucun interet !
Si je ne me trompe, la Quantino utilise cette technologie, non ? Bon, bien sûr elle est à l’état de prototype, encore loin de la production en série, mais c’est un début d’exploration de cette filière (à laquelle je ne crois pas beaucoup).
C’est surtout un intérêt pour Bercy qui verra un support sur lequel il pourra taxer avec la TIPP comme on le fait aujourd’hui pour le pétrole
comme expliqué dans l’article, sur les chantiers, dans des endroits isolé, c’est une solution parmi d’autres
sur nos VE, aucune utilité, comme l’H2, ne servira qu’a nous garder captif et taxable à souhait
l’H2 est déjà dans l’impasse , en cause le manque de station qui coute une blinde chacune. actuellement si je devais m’équipé d’H2 , ce serais le plein en moins de 5 minutes , après 2 heures de route en consommant la moitié du réservoir, vous voyez le scénario?
ce système serais exactement le même pour moi et la grande majorité des utilisateurs.
et comme demandé précédemment, quel le le bilan écologique d’un tel système
le meme que la batterie
moins fort que la batterie
plus fort que la batterie
identique au désastre de l’H2
????
Les automobilistes actuels ne font pas la tête quand il s’agit de faire le plein d’essence (sauf pour leur porte-monnaie :-)
Et les réseaux de distribution d’essence sont bien rodés et omniprésents…
La solution des grosses batteries au Lithium avec électrolyte liquide ou solide n’est peut-être pas la solution d’avenir :
– utilisation de métaux rares, comme le Cobalt, etc. avec des conséquences politiques et sociales,
– difficulté de recyclage des batteries (séparation des métaux, traitement des déchets résiduels,…)
– pollution en cas de destruction non contrôlée (incendie, par exemple),
– coût, poids et encombrement.
D’autres solutions devraient émerger avec
– des capacités plus réduites, mais facilement rechargeables,
– des composants non polluants, moins chers et plus faciles à produire,
– des sources d’approvisionnement multiples.
Les batteries à flux d’électrolytes ne sont qu’un exemple, elles peuvent aussi
– se recharger sur une simple prise électrique,
– adopter une forme quelconque au sein du véhicule,
– utiliser des électrolytes non polluants, faciles à produire et durables.
Voir par exemple : http://www.kemwatt.com
Bien sûr, ces solutions ne sont pas pour tout de suite, il y aura un période de transition permettant une adoption plus large de l’électrique et une réduction des coûts qui profitera à toutes les technologies.
bein nanoflowcell propose ça au Lichenstein je crois bien depuis des années… après, où en sont t’ils au niveau industriel, production, pré-série, série…
https://nanoflowcell.com
leurs 2 prototypes voitures sont splendides… leurs pompes à débiter les 2 liquides « chargés » sont magnifiques, avec leurs 2 beaux et gros tuyaux transparents bien visibles et surtout 1 bleu et 1 rouge bien visibles, soit neutre et phase ! on comprend facilement qu’on est dans l’électrique et l’électricité !
https://emagazine.nanoflowcell.com/en/technology/bi-ion-energy-of-the-future/
ça change de bcp de nos bornes de recharge en voirie bien bien moches, avec des « tuyaux » câbles électrique bien noirs… à suivre.
Quel est le bilan carbone du cycle complet ? Le coût ? Et celle des infrastructures ?
Même l’hydrogène a plus de chance que ce truc là (une centaine de stations déjà opérationnelles rien qu’en Europe et des milliers de véhicules qui roulent…)
Je crois que tout n’a pas bien été compris dans les commentaires. Il n’y a pas de raison de déplacer l’électrolyte mais de le régénérer directement à la pompe. Il faut donc un réservoir à électrolyte prêt, un à électrolyte usé, et sans doute un petit pour la régénération. Pour ce qui est de déplacer l’électrolyte en tanker, je pense qu’en premier il faut tout simplement mettre une ligne électrique pour fournir le pays producteur en énergie.
le jour ou la caisse « 500 bornes + une marge à 130 compteur sur autoroute » sort en électrique, s’en est effectivement fini de toute la course aux solutions alternative.
ça nous fait quelque chose comme 120 kWh.
C’est relativement vite atteignable sur le segment des grandes berlines.
donc ma réponse de simple curieux de tout ça : j’y crois pas Bernard
Faire le plein avec de liquide, quel qu’il soit, ne m’attire plus du tout lol
Perso j’y vois un énorme atout pour transporter via tanker le surplus énergétique des zone « désertique » et ensoleillé (Australie, Magrebh, ect,etc…) produit par le solaire photovoltaïque ou à concentration et ensuite l’envoyer vers le consommateur en Europe ou Asie via voie maritime.
A voir le coût de revient et rentabilité de ce genre de solution par rapport à d’autre solution comme le transport d’hydrogène produit via électrolyse.
Il manque un élément important qui n’est que rarement indiqué dans les sujets de ce type. Il s’agit du rendement de conversion (énergie restituée / énergie fournie). Cette techno est de ce point de vue moins efficace que les techno batterie à base de lithium. Le nombre de cycle est interessant par contre
Entre le laboratoire et une solution « industrialisable », il y a souvent un monde quand il ne s’agit pas de pure impossibilité.
Enfin, la mise en place d’une infrstructure dédiée, laisse le temps aux réseaux de superchargeurs d’être opérationnels(ionity, Tesla et autres), que ce soit pour recharger pendant encore un moment des batteries au lithium avec électrolyte « liquide », puis ultérieurement celles avec électrolyte solide .
Je rappelle que le réseau de moyenne tension irrigue déjà tout le territoire, et que le coût des superchargeurs sera moindre que ce type d’opion (comme pour l’hydrogène d’ailleurs).
Le surcoût dû à l’investissement nécessaire pour des stations de production/régénération d’electrolyte sont à mettre en regard des investissements prévus pour construire de nouvelles sources d’électrIcité pour recharger les batteries solides de voitures électriques actuelles.