L'un des plus gros inconvénients des véhicules électriques - qu'ils nécessitent des heures et des heures pour se recharger - pourrait être effacé par un nouveau type de batterie liquide qui est environ dix fois plus dense en énergie que les modèles existants, selon le professeur Lee Cronin, la chaire Regius de chimie de l'Université de Glasgow, ROYAUME-UNI.

Quelle est la particularité de ce liquide, ou flux, batterie?

"Un véhicule électrique normal a une batterie solide, et quand il n'y a plus de charge, vous devez le recharger en le branchant sur une prise de courant. Cela prend environ une demi-heure si vous trouvez un chargeur rapide dans une station-service d'autoroute, ou jusqu'à 12 heures à la maison. Notre batterie, cependant, est constitué d'un liquide plutôt que d'un solide. Si vous manquez de charge, vous pouvez en principe pomper le liquide épuisé et, comme un véhicule à essence ou diesel ordinaire, le remplir de liquide déjà chargé. Et cela prendrait quelques minutes."

Comment ça marche?

"La partie d'une batterie contenant la charge est connue sous le nom d'électrolyte et lorsqu'elle est constituée d'un solide, elle est prise en sandwich entre deux électrodes. Lorsque vous utilisez la batterie, une réaction chimique a lieu à l'intérieur de l'électrolyte, et la charge passe d'une électrode à l'autre jusqu'à épuisement de l'électrolyte. Ensuite, vous chargez la batterie, en forçant une charge dans le sens opposé à travers les électrodes, jusqu'à ce que le système soit rechargé.

"Une batterie à flux, c'est différent. Ici, parce que l'électrolyte est constitué d'un liquide, il peut être stocké dans un réservoir, et pompé au-delà des électrodes pendant le fonctionnement. Parce que vous avez beaucoup plus d'électrolyte à puiser, une batterie à flux peut produire beaucoup d'énergie - vous en avez plus pour votre argent."

Donc c'est toujours la même réaction chimique qui fait l'électricité, mais cela se passe-t-il dans un flux continu de liquide plutôt que de solide ?

"Exactement. Aussi, parce que l'électrolyte est un simple sel inorganique dans l'eau, il est possible de contrôler le vieillissement. À l'intérieur d'un normal, batterie au lithium, le système solide se dégrade avec le temps de sorte que la charge a du mal à se déplacer d'avant en arrière. C'est la raison pour laquelle les batteries au lithium ne durent qu'un certain nombre de cycles de charge-décharge. Dans notre batterie liquide inorganique, cependant, ce processus de vieillissement ne se produit pas de la même manière, car le sel inorganique est très stable."

Pourquoi personne n'a encore pensé à utiliser des batteries à flux dans les voitures électriques ?

« Les piles à flux existent depuis longtemps, mais leur principal problème a été une faible densité énergétique. En d'autres termes, bien que vous puissiez produire beaucoup d'énergie, vous aviez besoin d'un très grand réservoir d'électrolyte pour le livrer – bien trop grand pour les applications mobiles.

« En tant que chimiste, Je me suis intéressé à la façon dont nous pouvons obtenir plus d'électrons – plus de charge – dans un volume d'espace. Cette année, mes collègues et moi avons découvert que si nous fabriquions un électrolyte à partir d'une très forte concentration d'oxyde métallique, il a pu absorber beaucoup plus de charge que prévu. Le résultat était une batterie à flux avec environ dix fois plus de densité d'énergie que ce qui avait été atteint auparavant - 225 wattheures par litre, avec la possibilité de jusqu'à 1, 000 wattheures par litre. J'ai soudain réalisé qu'avec cette densité d'énergie, l'application aux véhicules pourrait être possible.

Quelles sont les performances par rapport aux batteries actuelles des véhicules électriques ?

"Une Tesla Model 3, par exemple, a une batterie de 70 kilowattheures. Pour avoir la même capacité que ça, nous aurions besoin d'au moins 70 litres de la meilleure version de notre batterie - c'est à peu près la même taille que le réservoir de carburant d'une voiture à essence."

Cela serait-il difficile à mettre en œuvre dans la pratique ?

"Il n'y a aucune raison pour qu'une batterie à flux ne puisse pas être installée ultérieurement dans un véhicule électrique existant, à condition qu'il génère la même sortie et occupe le même espace. Pendant ce temps, toutes les stations-service du monde ont des pompes, et sont habitués à manipuler des liquides, donc une grande partie de l'infrastructure est déjà là. Les liquides que nous utilisons sont corrosifs, mais il est possible d'envisager de moderniser la tuyauterie pour y faire face. Peut-être faudrait-il moderniser les réservoirs de stockage, mais moderniser quelque chose coûte beaucoup moins cher que de construire une infrastructure entièrement nouvelle. Le principal avantage est que nos électrolytes sont verts - ceux qui sont épuisés peuvent être rechargés, espérons utiliser de l'électricité renouvelable, et remis au prochain client."

Qu'est-ce qui nous empêche de faire ça maintenant ?

"Il y a beaucoup d'ingénierie à faire, pour s'assurer qu'il peut fonctionner de manière sûre et fiable. Actuellement, nous transférons nos connaissances du laboratoire vers un banc d'essai, et développer un prototype. Nous voulons vérifier que nous obtenons les densités d'énergie que nous attendons, et que la mécanique du pompage fonctionne. Si j'avais tout l'argent, Je pourrais imaginer trois étapes :construire un prototype pour valider tous les rouages ​​et optimiser l'efficacité, construire un autre pour une utilisation dans une application stationnaire, et finalement je l'ai bousillé dans une voiture.

"J'espère que d'autres vont maintenant adopter cette idée, et le traiter sérieusement en raison de l'augmentation de la densité énergétique. De grandes entreprises du monde entier sont déjà entrées en contact, et je dois juste trouver le meilleur plan d'action. Je suis professeur d'université, donc mon travail est de comprendre comment fonctionne l'univers, mais je n'ai pas peur de faire de l'ingénierie s'il y a le potentiel de résoudre un problème énorme, si le financement pour la vision était disponible.