Les batteries sont aujourd'hui l'un des moteurs de notre civilisation, encore plus lorsque celle-ci tente de se diriger vers l'utilisation généralisée d'une énergie plus propre et durable. Deux alternatives aux batteries au lithium-ion restent à explorer : celles fonctionnant avec des radicaux d'aluminium et celles avec un mélange aluminium-soufre. L'aluminium, une des clés du futur de la batterie ?
Les batteries sont partout : téléphones, système de stockage d'énergie, serveurs ou véhicules électriques. S'en passer aujourd'hui relèverait de l'utopie, ou de la dystopie selon le point de vue. Actuellement, le type de batterie le plus utilisé est celui fonctionnant au lithium-ion. Très avantageuses en termes de densité d'énergie, elles sont loin d'être parfaites : impact environnemental élevé, intégration dans les process de recyclage complexe et potentiel explosif, même si ce dernier point reste rare. Dans ce contexte précis, de nombreux chercheurs explorent d'autres technologies de batteries, et un des éléments de réponse semble se trouver dans l'utilisation de l'aluminium.
Les batteries aux radicaux d'aluminium
L'université Zhejiang Sci-Tech en Chine et l'université Flinders en Australie travaillent en collaboration pour développer ce type de batteries. Elles sont moins toxiques et restent très efficaces à l'usage, fonctionnant grâce à une réaction d'électrolytes à base d'eau, ignifuges et stables à l'air. Ainsi, elles présentent une tension stable de 1,25 V pour une capacité de 110 mAh g-1 (milliampère-heure par gramme). Plus ce chiffre est élevé, plus la batterie est efficace. Sur 800 cycles de charges, celles-ci perdent seulement 0,028 % de leur capacité totale. Des résultats plutôt impressionnants.
Ces batteries sont efficaces, les données le prouvent et elles sont propres à produire. Du moins beaucoup plus propres que les lithium-ion classiques. Aucune utilisation de matériaux dangereux et épuisables : plomb, cadmium, mercure et autres joyeusetés. Ces composés sont des éléments traces métalliques (autrefois appelés métaux lourds) très toxiques pour les écosystèmes s'ils sont jetés n'importe où. L'utilisation de radicaux stables, peu réactifs à d'autres substances chimiques, est une alternative sérieuse dans la fabrication des batteries.
Les batteries aluminium-soufre
La batterie fonctionnant avec de l'aluminium et du soufre est une autre alternative. Ces deux éléments composeraient les électrodes (partie de la batterie où a lieu le transfert d'électrons ainsi que le stockage d'énergie) et cette conception présente plusieurs avantages. Le premier est que l'aluminium est le métal le plus répandu sur la planète et le soufre est lui aussi très disponible pour un prix très avantageux. L'autre avantage est que la construction d'une batterie aluminium-soufre est plus sûre, car elle évite d'utiliser des liquides organiques inflammables dans sa structure. Cette conception évite aussi tout risque de court-circuit.
Ces batteries sont donc moins chères, moins dangereuses, et résistent davantage au feu. En revanche, leur durée de vie serait apparemment moindre et leurs performances ne sont pas encore au niveau des lithium-ion. On ne peut pas tout avoir !
L'aluminium pourrait être une nouvelle manière de concevoir des batteries à l'avenir. Elles présentent beaucoup d'avantages, que ce soit d'un point de vue économique ou environnemental. D'un point de vue écologique, elles ne sont de toute manière pas parfaites ; on ne peut générer de l'énergie sans impacter l'environnement. Dans tous les cas, chaque direction est bonne à explorer si l'on veut se défaire de notre dépendance au lithium.
Sources : TechXplore, Trust My Science
