Les batteries lithium-ion alimentent nos téléphones, nos ordinateurs et, de plus en plus, nos véhicules électriques. Il est également prévu d’alimenter notre avenir énergétique vert à l’aide d’éoliennes et de panneaux solaires, mais cela nécessitera à son tour d’énormes cellules de batterie pour stocker cette électricité lorsque cela sera nécessaire.
Tout cela signifie que nous devons continuer à extraire du lithium, mais rien ne garantit que nous pourrons trouver suffisamment de matière première pour répondre à la demande. Malheureusement, il n’y aura pas de solution unique au problème du remplacement des batteries lithium-ion, c’est pourquoi les gens ont imaginé toutes sortes de variations sur le format, pour répondre aux besoins mondiaux de stockage d’énergie.
Le sel
Le proche cousin chimique du lithium, le sodium, est à la base de la recherche de nouvelles batteries depuis des années. La moitié de chlorure de sodium, ou sel de table, il se trouve dans le carré au-dessous du lithium sur Le tableau périodique, également dans le groupe 1, mais plus lourd. Bien qu’ayant presque la même chimie que le lithium, il a aucun des bagages environnementaux ou des limitations géographiques, mais cela n’en fait pas une solution automatique.
Magnésium
Le lithium et le sodium sont tous deux de bons ingrédients pour les batteries. Cependant, leurs ions ne peuvent porter qu’une charge électrique de +1. Pourquoi ne pas utiliser un ion qui peut porter une charge plus importante – comme le magnésium, avec sa charge +2 ? Plusieurs équipes de recherche y travaillent. C’est le début, mais le magnésium pourrait un jour être à la base de batteries plus puissantes et plus sûres que celles au lithium ou au sodium.
Eau de mer
L’un des principaux arguments de vente des batteries au sodium est qu’elles peuvent être fabriquées à partir d’une ressource abondante, le sel. Et quel meilleur endroit pour trouver du sel que dans l’eau de mer ? C’est pourquoi l’équipe de Stefano Passerini du Karlsruhe Institute of Technology en Allemagne a développé un prototype de batterie à base d’eau de mer, le sodium qui s’y dissout naturellement porte la charge. Passerini dit qu’il a déjà un vif intérêt de la part des investisseurs en Corée du Sud.
Piles en verre
Maria Helena Braga de l’Université de Porto au Portugal a travaillé sur une batterie inhabituelle avec John Goodenough, le Prix Nobel de l’inventeur de la batterie Li-ion. Le composant clé est l’électrolyte, qui est fait de verre enrichi d’ions sodium, qui peuvent le traverser. Tous les matériaux nécessaires sont faciles à trouver. « C’est la cellule la plus écologique que vous puissiez trouver », déclare Braga.
La batterie a apparemment des propriétés extraordinaires : Braga dit qu’elle peut surpasser les batteries au lithium ; celle de son bureau alimente une LED depuis cinq ans. D’autres sont avoir du mal à répliquer l’appareil. Pourtant, avec le soutien de Goodenough, c’est une batterie à surveiller.
Réservoirs de carburant
Considérez les piles à combustible comme des batteries que vous chargez en ajoutant du carburant plutôt que de les brancher sur le secteur. John Andrews à l’Université RMIT de Melbourne, Australie, en a développé un qui sépare les protons de l’eau, qui sont ensuite stockés à l’intérieur de la batterie. Pour libérer cette puissance, l’oxygène de l’air est introduit dans la machine, qui se combine avec les protons pour produire de l’eau et de l’électricité. « C’est un principe très intéressant, dit Andrews. « Le défi est de le faire fonctionner dans un appareil pratique. »
Piles liquides
Autrement connu sous le nom de batteries à flux, celles-ci fonctionnent sur un principe similaire aux batteries ordinaires, mais tous les composants sont dissous dans des liquides. Chimiste Lee Cronin à l’Université de Glasgow, Royaume-Uni, et son équipe ont développé une telle batterie basée sur une énorme molécule contenant du tungstène. L’avantage est qu’une batterie liquide chargée pourrait être pompée rapidement dans une voiture électrique, tout comme l’essence l’est aujourd’hui. Le principal obstacle à l’heure actuelle est que toute cette charge électrique rend l’électrolyte liquide collant et donc difficile à pomper.
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