Les chercheurs testent différentes manières d'améliorer les batteries rechargeables pour les véhicules électriques et la nanotechnologie joue un rôle important dans le développement. L'objectif est de proposer des batteries ayant des taux de charge et de décharge rapides ainsi qu'une énergie stockée par masse élevée. Cela peut faire des véhicules électriques une alternative compétitive aux véhicules à essence.
Un défi important pour les chercheurs dans le domaine des batteries rechargeables est de construire des batteries qui peuvent être chargées et déchargées rapidement avec seulement une perte de capacité énergétique minimale. Dans Nature Nanotechnologie, des chercheurs de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign aux États-Unis ont récemment publié une approche qui réduit considérablement la perte de capacité énergétique, lorsque des taux de charge et de décharge très rapides sont proposés. Deux minutes seulement sont nécessaires pour charger une batterie lithium-ion à 90 %. Cette approche implique des cathodes créées à partir d'une nanostructure 3D.
Un autre candidat pour révolutionner le domaine des batteries rechargeables à l'avenir est la batterie lithium-air, avec une cathode faite d'un matériau qui peut utiliser l'oxygène de l'air ambiant et une anode de lithium. De l'oxyde de lithium ou du peroxyde de lithium se forme et de l'énergie est libérée, lorsque l'oxygène est combiné avec le lithium. La batterie a une densité énergétique élevée comparable à l'essence. Cela pourrait considérablement améliorer la distance que les véhicules électriques peuvent parcourir avant qu'une recharge ne soit nécessaire, mais par rapport à une batterie lithium-ion, cette batterie ne peut être rechargée qu'une fraction du temps.
Des chercheurs liés au projet ALISTORE financé par la Commission européenne utilisent des nanoparticules, qui améliorent la conductivité électrique, pour le développement de batteries très puissantes adaptées aux véhicules électriques. La vitesse des ions se déplaçant d'une électrode à l'autre augmentera. Grâce à cette approche basée sur les nanomatériaux, il est possible d'utiliser l'énergie plus rapidement.
Cependant, il faudra des années avant que cette innovation ne soit utilisée dans les véhicules électriques. Les chercheurs doivent s'assurer que les véhicules peuvent rouler à la même vitesse que les véhicules à essence et que les batteries n'ont pas besoin d'être rechargées trop souvent. Il ne faudra que quelques minutes pour charger complètement ces batteries, ce qui est important pour être compétitif, et ils peuvent durer 160 km dans le concept-car Zero Emission de Renault.
Les chercheurs sont loin de proposer des batteries capables de supporter des trajets aussi longs que l'essence. Cependant, les progrès réalisés sont une étape importante vers la réduction de l'impact environnemental des véhicules.
