
GMG révèle de nouvelles batteries à recharge ultrarapide
Avec le développement sans cesse croissant de l'IdO, plusieurs nouveaux dispositifs sont connectés à Internet chaque année (traqueurs, voitures, maisons, etc.). Cela dit, l'un des défis les plus importants de ce secteur est le stockage d'énergie, notamment les batteries. Un meilleur système de stockage d'énergie permettrait, entre autres, aux voitures électriques de rouler longuement, diminuant les arrêts de recharge et réduisant la prolifération des stations de recharge, qui ne sont pas aussi écologiques qu'il parait. L'Australien GMG estime qu'il a peut-être la solution adaptée à la mobilité électrique.
La société a révélé dernièrement avoir mis au point un nouveau type de batteries aluminium-ion capables de se recharger jusqu'à 60 fois plus vite que certaines batteries lithium-ion et contiennent trois fois plus d'énergie que les meilleures batteries à base d'aluminium. Les batteries sont basées sur une technologie révolutionnaire mise au point par Xiaodan Huang de l'Institut australien de bio-ingénierie et de nanotechnologie de l'Université du Queensland. Cette technologie utilise la nanotechnologie pour ajouter des atomes d'aluminium à l'intérieur des microperforations des plans de graphène.
Les batteries seraient plus sûres que leurs homologues au lithium-ion, car il n'y a pas de limite supérieure pouvant entraîner une surchauffe spontanée. Elles seraient aussi plus durables, car elles peuvent être recyclées facilement. Les tests effectués par la publication spécialisée Advanced Functional Materials auraient conclu que les batteries présentent des performances exceptionnelles à haut débit, surpassant tous les matériaux de cathode AIB connus. « Elle se charge si rapidement qu'elle est en fait un super condensateur », a déclaré le directeur général de GMG, Craig Nicol.
« Cela charge une pile bouton en moins de 10 secondes. Jusqu'à présent, il n'y a aucun problème de température. Vingt pour cent d'un pack de batteries lithium-ion (dans un véhicule) est lié à leur refroidissement. Il y a de très fortes chances que nous n'ayons pas du tout besoin de ce refroidissement ou de ce chauffage. Les batteries ne surchauffent pas et fonctionnent très bien au-dessous de zéro jusqu'à présent dans les tests. Ils n'ont pas besoin de circuits pour le refroidissement ou le chauffage, qui représentent actuellement environ 80 kg dans un pack de 100 kWh », a affirmé Nicol.
GMG veut s'emparer du marché des véhicules électriques
Selon GMG, ces piles peuvent se recharger si rapidement qu'un téléphone portable équipé de cette technologie aluminium-ion pourrait être rechargé en 1 à 5 minutes. Transposez ce concept dans le monde de la voiture électrique et vous obtenez un véhicule électrique qui parcourt 60 % de la distance d'une Tesla équivalente en une charge, mais qui se recharge si vite que l'autonomie devient un problème bien moins important. De plus, elles dépasseraient largement les batteries au lithium dans les tests de cycle de vie, subissant 2 000 cycles complets de charge et de décharge sans aucune détérioration apparente des performances.
Pour les critiques, le fait que la nouvelle batterie de GMG n'est pas faite en lithium est une bonne chose. Elles estiment que, comme 90 % de la production et des achats de lithium dans le monde passent par la Chine, les chaînes d'approvisionnement mondiales sont très vulnérables en cas de différends commerciaux. Un autre atout de la batterie GMG est son excellente performance thermique. Ce fait modifie l'équation de l'autonomie. En prenant la batterie de 100 kWh décrite ci-dessus, une batterie GMG du même poids ne transporterait que 60 kWh.
Cependant, si les 80 kg d'équipements destinés au refroidissement ne sont pas nécessaires, la voiture alimentée par GMG peut faire fonctionner 80 kg supplémentaires de batteries, ce qui vous donnerait un total de 72,8 kWh, avec des taux de charge massivement plus rapides qui pourraient pratiquement mettre fin à l'angoisse de l'autonomie. Selon les critiques, il s'agit d'un compromis très intéressant, en particulier pour une batterie qui pourrait bien durer plus longtemps que quelques véhicules avant d'être retirée du marché.
Nicol a aussi insisté sur le fait que la nouvelle technologie qui alimente ses batteries pourrait être industrialisée pour s'adapter aux boîtiers lithium-ion actuels, comme l'archétype MEB du groupe Volkswagen, évitant ainsi les problèmes liés aux architectures de l'industrie automobile qui ont tendance à être utilisées pendant 20 ans. « Les nôtres auront la même forme et le même voltage que les cellules lithium-ion actuelles, ou nous pourrons passer à n'importe quelle forme nécessaire. C'est un remplacement direct qui se charge si rapidement qu'il s'agit en fait d'un super condensateur », a déclaré Nicol.
« Certaines cellules lithium-ion ne peuvent pas dépasser 1,5-2 ampères, sous peine de faire exploser la batterie, mais notre technologie n'a aucune limite théorique », a-t-il ajouté. La technologie aluminium-ion présente toutefois des avantages et des inconvénients intrinsèques par rapport à la technologie prééminente de la batterie lithium-ion utilisée dans presque toutes les voitures électriques (VE) aujourd'hui.
Quelques défis restent à relever pour le moment
Selon les critiques, si ces batteries sont aussi "performantes", il y a néanmoins d'autres problématiques à prendre en compte. L'une d'elles serait l'infrastructure de recharge. Les téléphones portables peuvent se recharger rapidement sans griller le réseau électrique, mais les voitures électriques ne le peuvent tout simplement pas pour le moment. Les Superchargers de Tesla pompent déjà des électrons à des taux allant jusqu'à 250 kW, ce qui représente un transfert d'énergie de 60 kWh en 15 minutes environ. Si l'on veut recharger 10 fois plus vite que cela, il faut pouvoir fournir instantanément 2,5 mégawatts au câble de charge.
À titre de référence, une centrale électrique au charbon typique a une puissance totale d'environ 600 mégawatts. Ainsi, si 240 de ces voitures à recharge ultra rapide se branchaient en même temps, elles imposeraient au réseau électrique une charge instantanée équivalente à celle d'une centrale entière. Cela représente une charge 10 fois plus rapide que les batteries actuelles. Selon GMG, la charge pourrait être 60 fois plus rapide que celle de certaines batteries. De ce fait, ces dernières estiment que les véhicules électriques à recharge ultrarapide seront donc difficiles à mettre en place à grande échelle.
Cette difficulté résiderait également dans le fait que le monde s'oriente vers des sources d'énergies renouvelables plutôt que vers des sources comme le charbon et le gaz, qui peuvent vite s'activer pour répondre aux pics de demande. Et même si les stations de charge disposaient de leur propre stockage d'énergie à décharge rapide sur place, se rechargeant au compte-goutte à partir du réseau à des taux plus lents, il faudrait aussi un sacré câble entre le boîtier et la voiture pour déplacer autant d'électrons aussi rapidement. Un autre problème serait l'ingrédient clé de la batterie de GMG.
Il s'agit du graphène poreux dans lequel et autour duquel les molécules d'aluminium sont diffusées dans le processus de fabrication de GMG. La société affirme pouvoir produire du graphène de haute qualité à faible coût et en quantités évolutives. Mais elle n'a donné aucun chiffre sur le coût de ces batteries si elles étaient fabriquées à grande échelle. Le prix du graphène avoisinant les 100 dollars par gramme, même une version "low cost" (bon marché) pourrait s'avérer très coûteuse. Et le dernier est le délai. Comme vous le savez certainement, il y a souvent un certain décalage entre le banc d'essai et le produit final.
GMG affirme qu'elle fabriquera des prototypes de batteries à pièces pour des tests clients à très petite échelle d'ici la fin de l'année, avec des batteries à poche en préparation, mais il n'y a aucune indication de la date à laquelle ces choses pourraient arriver sur le marché à grande échelle. Enfin, rappelons que la société n'a pas mis au point la technologie de la batterie elle-même ; elle a été développée à l'origine à l'Université du Queensland et les résultats des tests ont été publiés dans la revue Advanced Functional Materials.
Il n'en reste pas moins qu'il n'y a aucune garantie dans le domaine des batteries, et personne ne sait si GMG parviendra à faire fabriquer ce produit à grande échelle à un prix compétitif. Mais la technologie elle-même semble définitivement prometteuse.
Source : GMG, Université du Queensland
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