Les ingénieurs de l'université Cornell, aux États-Unis, ont mis au point une batterie lithium-ion capable de se recharger en moins de cinq minutes. En pratique, c'est plus rapide que n'importe quelle autre batterie actuellement sur le marché.
Adieu donc l'angoisse liée à l'autonomie, comme l'explique Lynden Archer, professeur au College of Engineering de l'université basée à Ithaca, dans l'État de New York, et superviseur du projet.
"La crainte de tomber en panne d'électricité ou d'être obligé de s'arrêter longuement à la station de recharge pour atteindre la destination prévue est le principal obstacle à la diffusion des voitures électriques. Cependant, nous avons maintenant identifié un moyen de recharger les batteries à très grande vitesse."
Une recharge rapide signifie des batteries plus petites
"Si vous pouvez recharger votre véhicule en cinq minutes, vous pouvez utiliser une voiture zéro émission avec l'esprit plus tranquille. Et ce n'est pas tout : vous n'avez plus besoin d'énormes batteries offrant une autonomie de 500 km. Vous pourrez vous contenter de quelque chose de plus petit, car vous la rechargerez en quelques minutes seulement. Ce qui présente des avantages en termes de coût et de poids."
Une voiture électrique garée à la station de recharge
Mais comment en arriver au scénario illustré par le professeur Archer ? La réponse à cette question se trouve dans l'article rédigé par l'équipe de recherche, intitulé "Rapid recharging and long-life storage in lithium-ion batteries", publié dans la revue scientifique Joule. L'auteur principal est Shuo Jin, doctorant en ingénierie chimique et biomoléculaire.
Le secret réside dans l'indium
"Les batteries lithium-ion sont l'un des moyens les plus populaires d'alimenter les véhicules électriques et les smartphones. Elles sont relativement légères, assez fiables et suffisamment efficaces sur le plan énergétique. Cependant, il leur faut des heures pour se charger et elles ne sont pas capables de gérer des pics de courant importants. L'utilisation de l'indium peut remédier à cette limitation."
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L'indium, un élément chimique dont le numéro atomique est 49, est un métal mou dont les caractéristiques sont similaires à celles de l'aluminium et du zinc et qui présente une certaine radioactivité, bien qu'elle soit si faible qu'elle n'est pas considérée comme dangereuse. L'indium présente deux caractéristiques très intéressantes lorsqu'il est utilisé pour les anodes de batteries :
- Il offre une barrière d'énergie de migration extrêmement faible, ce qui permet aux ions de se déplacer à grande vitesse.
- Elle présente une faible densité de courant d'échange, qui est liée à la vitesse à laquelle les ions sont réduits dans l'anode.
La combinaison de ces qualités est essentielle pour la charge rapide et le stockage à long terme.
Problèmes non résolus
Archer ajoute :
"Il est dommage que l'indium soit très lourd. C'est un problème pour les voitures électriques. Cependant, les résultats obtenus avec ce métal ouvrent la voie aux batteries du futur. En exploitant de nouvelles méthodes de recherche, peut-être liées à l'intelligence artificielle, on pourra trouver des matériaux ayant les mêmes caractéristiques chimiques mais moins lourds."