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Des batteries redox qui se rechargent à la pompe...

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Si l'électrolyte d'une batterie était liquide, il serait possible de la recharger rapidement. Ce procédé existe : ce sont les batteries à flux redox, une solution envisagée en Allemagne pour les voitures électriques.

Voiture téléguidée équipée d'une batterie à flux redox. © Hochschule für Angewandte Wissenschaften Ostfalia, 2009

La mobilité électrique devient de plus en plus importante. Le plan ambitieux du gouvernement allemand prévoit un million de voitures électriques vendues en Allemagne d'ici à 2020. Et l'Etat français pourrait acquérir 100.000 véhicules électriques sur les cinq prochaines années. Cependant, les chercheurs doivent toujours surmonter quelques obstacles, comme la question du stockage de l'énergie...

Les batteries au lithium offrent une solution possible, mais il faut des heures pour les charger. Pas très pratique lorsqu'on part sur la route. Les chercheurs allemands du Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie (ICT) à Pfinztal (Allemagne) voient une alternative dans les batteries à flux redox.

« Ces batteries sont basées sur des électrolytes liquides. Ils peuvent donc être rechargés à la station-service en quelques minutes : l'électrolyte déchargé est simplement pompé hors du réservoir et remplacé avec un liquide chargé, affirme Jens Noack, ingénieur à l'ICT. L'électrolyte pompé peut être rechargé en station-service, par exemple, grâce à une éolienne ou à une structure solaire. »

Schéma de fonctionnement des batteries à flux redox (la flèche symbolise l'échange de protons). © Emilie Beaudoin / Futura-Sciences

Quand des chercheurs jouent avec des voitures téléguidées...

Le principe de batteries à flux redox n'est pas nouveau. Ces batteries stockent l'électricité et la génèrent par une réaction d'oxydoréduction. Deux électrolytes liquides contiennent des ions métalliques dissous qui traversent un feutre de graphite poreux où se trouvent les électrodes. Une membrane sépare les électrolytes et les électrodes mais permet l'échange de protons. Cet échange génère un courant qui, capté par les électrodes, peut être utilisé par une batterie pour faire fonctionner un dispositif.

Jusqu'à présent, cependant, les batteries à flux redox ont l'inconvénient de stocker significativement moins d'énergie que des batteries au lithium. Les véhicules seraient seulement capables de couvrir le quart de la distance habituelle (autour de 25 kilomètres). Ce qui signifie que le conducteur devrait recharger les batteries quatre fois plus souvent. « Nous pouvons maintenant augmenter quatre ou cinq fois le kilométrage parcouru soit approximativement celui des batteries au lithium » s'enthousiasme J. Noack. Les chercheurs ont déjà créé une cellule prototype. Maintenant ils doivent l'optimiser et en assembler plusieurs pour former une batterie. Ce nouveau développement se fera en collaboration avec l'Université de Sciences Appliquées, Ostfalia à Wolfenbüttel et Braunschweig (Allemagne).

Les chercheurs évaluent leurs batteries sur des voitures téléguidées au dixième de la taille des véhicules normaux. Ils ont déjà construit une batterie à flux redox traditionnelle pour une voiture téléguidée. L'année prochaine les chercheurs veulent intégrer dans une voiture téléguidée une nouvelle batterie avec quatre fois plus d'autonomie.