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Wikipedia diagram of a typical hybrid vehicle.
20 Nov 2019

Une nouvelle technologie innovante promet un type de piles plus sûr et plus efficace

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Standard EV charging station symbol- Une nouvelle technologie australienne de batterie à base de zinc/manganèse promet de réduire le coût des véhicules électriques et d'améliorer la sécurité

Le site automobile "The Driven" fait état d'une nouvelle technologie de batterie qui pourrait réduire considérablement le prix des voitures électriques et des systèmes de batterie domestiques. La nouvelle batterie à base de zinc et de manganèse aurait déjà franchi une étape importante vers sa commercialisation.

Selon le site web, des chercheurs sud-australiens de l'université d'Adélaïde ont obtenu un contrat de recherche d'un million de dollars australiens avec un fabricant de batteries chinois pour développer la nouvelle technologie et la commercialiser dans les 12 mois.

Le concept, qui est breveté, utilise du zinc et du manganèse non toxiques. Ces deux métaux sont abondants en Australie et, combinés à un électrolyte aqueux supposé incombustible, ils produiraient une batterie à haute densité énergétique.

Les mêmes matières premières de base que pour les batteries non rechargeables

Ce qui est remarquable dans l'utilisation de ces deux métaux, c'est que c'est exactement ce qui est déjà utilisé dans les piles alcalines standard non réutilisables.

ScienceMag.org écrit dans son article de 2017 "Cette nouvelle batterie pourrait littéralement sauver votre iPhone de la fumée", qu'il y a déjà eu beaucoup de recherches pour essayer de rendre les batteries zink / mangan rechargeables, mais que les batteries - du moins auparavant - avaient une durée de vie très courte en raison d'une dégénérescence rapide du nœud zink.

Ils soulignent également la différence par rapport à la technologie plus inflammable utilisant diverses variétés de lithium, qui est la chimie de batterie la plus courante aujourd'hui :

"Les piles au zinc sont étonnamment de la vieille école. Les piles alcalines non rechargeables standard ont une électrode en zinc et une autre en dioxyde de manganèse. Elles sont sûres car elles contiennent un électrolyte ininflammable à base d'eau qui aide à transporter les charges dans la pile. Les piles au lithium, au contraire, nécessitent un électrolyte organique inflammable pour éviter les réactions secondaires qui peuvent tuer les piles. Les scientifiques ont trouvé toutes sortes de solutions pour empêcher ces piles de prendre feu,comme l'ajout de retardateurs de flamme", écrit ScienceMag.org.

Une fraction du coût des batteries conventionnelles - suffisamment puissante pour stocker l'électricité du "réseau".

Selon The Driven, les chercheurs estiment le coût de la nouvelle batterie électrolytique Zn-Mn à moins de 10 dollars par kWh, contre 300 dollars par kWh pour les batteries Li-ion actuelles, 72 dollars par kWh pour les batteries Ni-Fe et 48 dollars par kWh pour les batteries plomb-acide.

La batterie a été conçue parle Dr Dongliang Chao et leprofesseur Shi-Zhang Qiao de l'école d'ingénierie chimique et de matériaux avancés de l'université d'Adélaïde.

Selon le Dr Chao, ces batteries sont si puissantes qu'elles peuvent être utilisées pour stocker de l'électricité pour le réseau électrique commercial lorsqu'elles sont fabriquées à plus grande échelle :

"Je peux imaginer que cette batterie soit utilisée sur tous les types de véhicules, des petits scooters aux trains électriques diesel. Elle peut également être utilisée dans les maisons qui ont besoin de batteries pour stocker l'énergie solaire, ou même dans les grandes fermes solaires ou éoliennes", a-t-il déclaré.

"Notre nouvelle technologie de batterie électrolytique utilise le zinc et le manganèse non toxiques et un électrolyte aqueux incombustible pour produire une batterie à haute densité énergétique."

Le Dr Chao et le professeur Qiao ont commencé à travailler sur ce projet en Australie-Méridionale il y a environ 12 mois et ont breveté la technologie au début de cette année.

Le fabricant chinois de batteries Zhuoyue Power New Energy Ltd, dont les batteries actuelles sont à base de plomb, a engagé un million de dollars pour développer la nouvelle technologie.

Les travaux de recherche en cours et le développement initial du produit seront menés à Adélaïde, la fabrication devant avoir lieu en Australie et en Chine.

Le Dr Chao a obtenu son doctorat à l'université technologique de Nanyang, à Singapour, et a travaillé comme chercheur à l'université de Californie, à Los Angeles, avant de rejoindre l'année dernière l'université d'Adélaïde, en Australie-Méridionale.

Des chercheurs suédois travaillent également sur de nouvelles solutions de batteries

Selon Reset.org, "des chercheurs de l'université de technologie de Chalmers, en Suède, mettent au point un nouveau type de batterie en aluminium qui pourrait réduire la dépendance du monde à l'égard des batteries au lithium-ion. En plus d'être sans doute mieux adaptées au stockage et au transfert de l'électricité, les chercheurs suggèrent que les batteries en aluminium auront également un impact écologique beaucoup plus faible."

À ce stade, ce type de batterie en aluminium est plutôt destiné à remplacer les petites batteries au lithium non rechargeables.

En 2006 déjà, l'université d'Uppsala avait dévoilé des recherches sur une forme de batterie rechargeable à base de fer, où le chercheur suédois Anton Nytén avait soutenu sa thèse décrivant le nouveau matériau de cathode, le silicate de fer et de lithium.

"'Ce matériau a le potentiel d'être suffisamment bon marché pour pouvoir enfin concevoir des batteries lithium-ion pour les voitures électriques hybrides', déclare Anton Nytén, qui a évalué la capacité du matériau et ses propriétés de charge et de décharge à l'aide de diverses méthodes de mesure électrochimiques. Les résultats n'ont montré que de faibles pertes (moins de trois pour cent) de la capacité des batteries chargées et déchargées plus de 100 fois. Une grande stabilité électrochimique a également été observée", écrit l'université sur son site web.

Une autre chercheuse suédoise,Marie Herstedt, également de l'Université d'Uppsala, mène des recherches plus récentes sur les batteries à base de fer. Le CTIF a demandé son rapport et espère le publier prochainement.

En février 2019, l'Université d'Uppsala a lancé un projet européen intitulé " Les piles au manganèse ". Batteries 2030+ :

Batteries 2030+ - pour une société connectée verte, est un projet de recherche européen à grande échelle sur les batteries du futur. La collaboration comprend 17 partenaires de 9 pays différents de l'UE. Le projet a été sélectionné pour une année d'action dite de coordination et de soutien et pour divers projets de recherche dans le cadre du programme Horizon 2020. À partir du 1er mars 2019 et pendant un an, les parties de la collaboration de recherche formuleront la vision de la façon dont la recherche à long terme peut créer les batteries du futur. avec une capacité ultra-haute, un faible coût et un faible impact environnemental.

"La recherche qui suivra sera axée sur les défis à relever pour créer des solutions durables de stockage d'énergie pour le transport et le stockage à grande échelle, mais aussi pour la technologie médicale et les produits portables. Les batteries sont flexibles et ont un bon rendement, mais elles doivent être capables de stocker plus d'énergie, de durer plus longtemps, d'être moins chères et de respecter l'environnement", explique Kristina Edström, chercheuse en batteries et professeur de chimie inorganique à l'université d'Uppsala, qui coordonne ce vaste projet de recherche.

L'orientation du projet s'inscrit parfaitement dans la stratégie à long terme de la Commission européenne pour une Europe 2050 neutre sur le plan climatique.

Battery 2030+ rassemble des parties prenantes issues du monde universitaire et de l'industrie, ainsi que de la politique et de la société, et couvre l'ensemble de la chaîne de valeur, des minéraux aux matériaux, en passant par la production, l'utilisation et le recyclage.

Battery 2030+ est coordonné par le professeur Kristina Edström de l'Université d'Uppsala et le consortium interdisciplinaire comprend 5 universités (Université d'Uppsala, Politecnico di Torino, Université technique du Danemark, Vrije Universiteit Brussel, Université de Münster) 8 centres de recherche (Institut de technologie de Karlsruhe, Centre national français de la recherche scientifique, Centre de recherche Jülich, Fraunhofer-Gesellschaf, Fundacion Cidetec, Institut national de chimie de Slovénie, SINTEF AS), trois associations de recherche (Energy Materials Industrial Research Initiative, European Association for Storage of Energy, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives) et deux entreprises (Abisiskey et EC Consulting).

Par

Björn Ulfsson, coordinateur de la communication du CTIF

Note de bas de page : Le CTIF n'a pas encore pu trouver d'informations sur les essais au feu de la nouvelle batterie australienne rechargeable Zink Manganèse.