Chine : conception d’une batterie à eau plus efficiente et sure

Des chercheurs de l’Institut de physique chimique de Dalian, en Chine, annoncent la conception d’une batterie à eau qui promet une densité énergétique et une efficience supérieures à celles des batteries au lithium. Leur innovation pourrait révolutionner le stockage de l’énergie renouvelable ainsi que la conception des voitures électriques.

Alors que le monde est engagé dans une transition énergétique depuis quelques années, le stockage de l’énergie reste un enjeu majeur pour atteindre les objectifs de décarbonation. Et pour cause ! Si nous savons déjà produire de l’énergie verte avec des panneaux solaires ou des éoliennes, nous ne savons pas encore comment stocker convenablement toute l’énergie produite.

Une batterie à eau pas comme les précédentes

Aujourd’hui, les accumulateurs au lithium dominent le marché du stockage énergétique. Ils servent à alimenter nos appareils électroniques portables et véhicules électriques, ainsi qu’à stabiliser le réseau électrique. Mais ces dispositifs ont un coût économique et environnemental important. Les scientifiques du monde entier travaillent donc à leur trouver une alternative durable.

C’est dans ce contexte que des chercheurs de l’Institut de physique chimique de Dalian, en Chine, annoncent la conception d’une batterie révolutionnaire. Il s’agit d’une batterie à eau qui serait plus efficiente qu’un accumulateur au lithium-ion. Ce n’est pas la première fois qu’on parle de ce type de batterie. D’autres équipes de scientifiques ont déjà travaillé sur un tel produit. Mais les nombreuses recherches menées à ce jour n’ont pas donné de résultats satisfaisants.

Une densité énergétique deux fois plus importante

La batterie à eau des chercheurs chinois serait plus efficace, plus propre et plus sure que les précédentes tentatives et que les piles lithium-ion. Appelé de façon plus technique, « batterie aqueuse métal-ion », leur appareil utiliserait une solution aqueuse pour stocker l’énergie, une approche qui se distingue par sa simplicité et son efficacité. Il dispose de deux réservoirs de liquide qui contiennent des atomes chargés électriquement et dissous dans l’eau.

Ces réservoirs sont reliés par des électrodes en métal (zinc ou magnésium) ou en carbone. Lors de la charge et de la décharge, les ions circulent entre les deux électrodes. Cette réaction chimique produit un transfert d’électrons, générant ainsi de l’électricité utilisable. Lors des tests en laboratoire, les chercheurs chinois ont constaté une densité énergétique impressionnante de la batterie aqueuse, deux fois plus importante que celle des batteries au lithium.

Cette batterie à eau réduit les risques d’incendie et d’explosion des voitures électriques

En effet, la batterie à eau aurait atteint une densité énergétique maximale de 1 200 wattheures par litre (Wh/L), contre 700 Wh/L pour les piles au lithium. Elle aurait aussi dépassé les 840 Ah/l en termes de capacité. Pour atteindre ces performances, les scientifiques ont eu recours à une solution électrolytique innovante, une combinaison d’ions iodure et bromure.

Par ailleurs, grâce à l’utilisation de l’eau, leur accumulateur serait moins inflammable, réduisant ainsi les risques d’incendie et d’explosion. Cette caractéristique les rend particulièrement intéressantes pour les véhicules électriques. Les batteries au lithium (non aqueuses) se révèlent hautement inflammables. Elles ont fréquemment pris feu ces dernières années au sein des voitures électriques.

Vers une nouvelle ère pour l’industrie automobile et le stockage d’énergie

Ces incendies sont principalement dus aux dendrites, ces petites structures métalliques filiformes qui se forment sur l’anode, au cours des cycles de charge et de décharge. Les dendrites peuvent croître suffisamment pour traverser l’espace entre l’anode et la cathode, et provoquer un court-circuit.

Les batteries au lithium augmentent donc les risques de surchauffe et d’explosions des véhicules électriques. Au contraire, la batterie à eau des chercheurs chinois éviterait ces problèmes. Elle pourrait ainsi changer la donne pour les constructeurs automobiles, en rassurant les conducteurs. Elle devrait aussi ouvrir une nouvelle ère de stockage énergétique.