Chronique techno Une petite molécule aux grandes vertus

Je vous en parle à fréquence régulière, mais l’enjeu est de taille. L’autonomie des voitures électriques demeure à ce jour le principal frein à son achat et le grand défi à relever pour les constructeurs automobiles.

Car pour le consommateur, il importe de faire l’acquisition d’un véhicule qui pourra le conduire du point A au point B sans avoir de soucis ni de questionnements quant à savoir s’il aura suffisamment d’énergie pour se rendre à destination.

Mais encore, il veut aussi que le temps de recharge de la batterie de son véhicule électrique soit au moins équivalent à la durée d’un plein d’essence comme il l’a toujours fait à ce jour. Or, pour le moment, aucun véhicule électrique ne peut répondre parfaitement à ces aspirations.

Voilà pourquoi on accueille avec espoir la découverte d’une équipe de chercheurs du Centre pour les technologies énergétiques propres de l’Université technologique de Sydney, en Australie. Cette équipe a mis au point une solution innovante pour régler ces problèmes, et ce, grâce à une toute nouvelle molécule.

Une molécule à la rescousse

Mise en contexte, d’abord. Actuellement, il importe de savoir que la grande majorité des voitures électriques qui se trouvent sur le marché utilisent des piles au lithium-ion. Ces batteries fonctionnent grâce à un système qui, avec le mouvement des ions, transforme l’énergie en électricité.

Cela dit, il existe aussi des piles au lithium-oxygène, qui datent des années 1970, et qui pourraient procurer une nette avancée dans le domaine des voitures électriques.

Non seulement ces piles seraient capables de fournir une énergie de 5 à 15 fois supérieure par rapport aux piles au lithium-ion, mais elles pourraient aussi emmagasiner jusqu’à 3,5 kWh/kg. Une amélioration significative, qui peut faire une grande différence.

Si ces piles ont déjà 50 ans, vous vous demandez bien sûr ce qu’on attend pour être heureux… C’est qu’à l’époque, ces piles avaient été créées par le secteur automobile, qui espérait trouver là une solution à la crise pétrolière, dans ces années où la flambée des prix du pétrole avait surpris tout le monde. Or, la faible performance de la pile au lithium-oxygène en avait découragé plus d’un, si bien qu’elle a pratiquement disparu du portrait des constructeurs automobiles pendant trois longues décennies.

Dans les années 2000, les batteries au lithium-oxygène sont cependant revenues à l’avant-scène, dans l’espoir cette fois-ci de trouver une solution de rechange aux énergies fossiles. Mais de nouveau, la pile a connu des ratés et n’a jamais rempli ses promesses. Perte de performance après seulement quelques cycles de recharge et de décharge, mauvais rendement énergétique et réactions parasites qui pourraient détériorer fortement leur fonctionnement à long terme ; rien de concluant, quoi. Jusqu’à tout récemment, alors que la trouvaille de l’équipe australienne nous ramène le sujet à l’ordre du jour, en espérant que cette fois sera la bonne.

Les recherches faites à l’Université technologique de Sydney reposent sur une technologie de pointe susceptible d’éliminer enfin les irritants éprouvés jusqu’à ce jour. Une découverte qui nous amène à croire qu’il serait désormais possible de créer de nouvelles batteries au lithium-oxygène susceptibles de durer plus longtemps que les batteries au lithium-ion, et ce, tout en ayant une grande densité énergétique.

Petite molécule deviendra grande

Les batteries au lithium-oxygène pourraient donc revivre grâce à la molécule synthétique qu’ils ont fabriquée sur mesure et qui agit comme un catalyseur des réactions de charge et de décharge.

Cette molécule, qu’ils ont appelée PDI-TEMPO, est capable d’éliminer les réactions parasites qui, jusque-là, avaient la fâcheuse habitude de boucher les pores de la cathode de la batterie. C’est précisément ce qu’indiquent les chercheurs dans la publication de leurs résultats.

Ils indiquent par ailleurs que leur molécule limite les traces d’oxygène, qu’elle est capable de contrer les problèmes de surtension à l’intérieur de la batterie et, enfin, qu’elle peut éviter la corrosion du lithium métallique.

Mais au-delà de ces détails techniques, ce qu’il faut retenir d’abord et avant tout, c’est que les chercheurs estiment que les batteries au lithium-oxygène dotées de cette molécule auraient une capacité de décharge multipliée par 46, un potentiel de charge de 0,7 V et une durée de vie décuplée, qui irait au-delà de 1500 cycles. Une nette avancée, que je vous disais.

Avec sa capacité à améliorer les performances de nos voitures électriques tant sur le plan de l’autonomie que sur leur durée de vie, on comprend que cette nouveauté a de quoi faire rêver les gens de l’industrie. Elle constitue une évolution importante, qui pourrait changer le visage de l’autonomie des véhicules électriques au cours des prochaines années.

On ne peut que s’en réjouir. Science et milieu automobile font ici une belle équipe pour nous aider, en tant que société, à atteindre les objectifs que l’on s’est fixés. Juste à temps pour la réglementation de 2035, qui vise une circulation automobile zéro émission. Qu’en pensez-vous ?