Des chercheurs de l’université de Stanford, en Californie, ont présenté dans la prestigieuse revue scientifique Nature début avril 2015, un prototype de batterie en aluminium aux vertus multiples (dite aluminium-ion), promettant une possible rupture technologique pour les multiples applications quotidiennes nécessitant une batterie (dont, probablement, celle avec laquelle vous lisez cet article). Ses qualités sont telles qu’on se prêterait à rêver… un peu trop vite.
Aluminium-ion : une rupture si prometteuse…
C’est la toute première batterie aluminium-ion qui soit à un tel niveau de performance et qui offre de multiples avantages :
- Une recharge en une minute, par rapport à des temps de recharge de plusieurs heures pour les rivales actuelles.
- 500 recharges, sans perte de capacité, contre 1.000 pour une batterie ordinaire.
- Un matériau flexible, qui peut se tordre et se plier, permettant de s’adapter à des objets souples.
- Beaucoup moins de pollution que les batteries actuelles alcalines lithium-ion.
- Et, gage de réussite, un coût moindre : l’aluminium est nettement moins cher que le lithium.
… que ça devait forcément être louche
La batterie aluminium-ion pourrait donc, sur le papier, remplacer largement les batteries alcalines – particulièrement polluantes – ou les batteries lithium-ion – qui ont la mauvaise habitude de s’enflammer – actuellement universelles… si ce n’était qu’en vous ayant dit cela, les chercheurs de Stanford ne vous ont présenté que la moitié pleine du verre.
« Cette batterie stocke 5 à 10 fois moins d’énergie par unité de masse qu’une batterie lithium-ion », relève le professeur Patrice Simon de l’université Paul Sabatier à Toulouse pour le Figaro.
Il note toutefois : « C’est vraiment intéressant (…). En l’état, cela ne concurrencera jamais les batteries au lithium actuelles, mais cela vaut le coup de creuser dans cette direction étant donné le coût très faible et l’abondance de l’aluminium. »
Signe d’une recherche effrénée, des percées technologiques possibles
Cette dernière annonce de rupture technologique est le reflet de la quête du graal du stockage énergétique intense que mènent de nombreux laboratoires de recherche. C’est un enjeu économique colossal : en plus des appareils électroniques de toutes sortes dont notre économie est devenue si dépendante, des batteries de grande taille et peu chères permettraient le stockage massif de l’électricité issue des énergies renouvelables, améliorant ainsi considérablement les perspectives de déploiement de ces énergies, ainsi que l’utilisation en masse des véhicules électriques.
Pour le geek en vous : un peu de technique
La recherche sur une batterie aluminium est en cours depuis des années, du fait de son coût bas, de sa faible propension à s’enflammer, et de sa capacité de stockage élevée. Mais le développement se heurtait sur le coût. L’enjeu était de trouver des matériaux capables de produire un voltage suffisant après des cycles répétés de charges et décharges. Les prototypes précédents mourraient en général après une centaine de recharges.
Techniquement, une batterie aluminium-ion se compose de deux électrodes : une anode chargée négativement, en aluminium, et une cathode chargée positivement. Hongjie Dai, professeur de chimie à Stanford, explique : « Les recherches ont porté sur différents types de matériaux pour la cathode. Nous avons découvert par accident qu’une solution simple est d’utiliser du graphite, qui est, à la base, du carbone. Dans notre étude, nous avons identifié plusieurs types de matériaux en graphite qui offrent de très bonnes performances. »
Le voltage, s’il est supérieur à des batteries alcalines de capacité équivalente, est toutefois encore plus faible que celui de leurs homologues lithium-ion. D’autres améliorations sont donc encore à l’étude pour améliorer la performance des cathodes. Cette nouvelle prétendue rupture technologique en matière de batterie n’aura, encore une fois, pas été la bonne… jusqu’à la prochaine !
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