Imaginez ouvrir une voiture électrique sans trouver de batteries. De la magie ou un ouvrier distrait ? Aucun des deux. Si les scientifiques en nanotechnologie menés de l’Université de technologie du Queensland (QUT) sont sur la bonne voie, cela pourrait devenir un jour une réalité, c’est-à-dire des voitures alimentées non pas par des batteries, mais par leur carrosserie – à l’intérieur de laquelle est pris en sandwich un nouveau type de supercondensateurs ou supercapacités.
Les voitures électriques ont beaucoup d’avantages. Elles n’utilisent pas directement des combustibles fossiles, elles n’émettent aucune émission, et celles qui sont de haut de gamme se comporter comme des supervoitures, avec d’extraordinaires accélérations.
L’inconvénient est qu’elles dépendent de batteries très lourdes. Dans le bas de gamme, elles sont de type plomb-acide et sont très lourdes, alors que les véhicules haut de gamme utilisent des batteries lithium-ion qui ne sont pas beaucoup plus légères.
En théorie, les supercondensateurs légers devraient faire un meilleur travail avec leur capacité à des charges électriques beaucoup plus élevées, mais dans la pratique, ils ne sont pas encore là.
C’est une question de densité d’énergie. Les batteries lithium-ion ont beaucoup d’énergie, mais sont limitées par leur vitesse en termes de décharge. Les supercondensateurs peuvent libérer de l’énergie très rapidement, mais n’en stockent pas autant qu’une batterie Li-ion. L’astuce consiste à combiner les deux à court terme, tout en trouvant comment stocker plus d’énergie dans les supercondensateurs à long terme.
QUT travaille sur de nouveaux supercondensateurs légers, qui sont d’un film mince, solide, à haute densité d’énergie et composé de deux électrodes tout en carbone placées en sandwich autour d’un électrolyte. Ce film est destiné à être mis la carrosserie, les toits, les portes, les capots et les planchers.
L’idée, à court terme, est de les combiner avec des batteries Li-ion, où les supercondensateurs peuvent stocker assez d’énergie pour recharger la batterie en quelques minutes.
« Les véhicules ont besoin d’une poussée d’énergie supplémentaire pour l’accélération, et c’est là où interviennent les supercondensateurs, » précise le doctorant chercheur Marco Notarianni. «Ils maintiennent une quantité limitée de charge, mais ils sont en mesure de la fournir très rapidement, ce qui en fait le complément idéal des batteries pour le stockage de masse. Les supercondensateurs offrent une puissance élevée dans un court laps de temps, ce qui signifie un taux d’accélération rapide de la voiture et un temps de recharge de quelques minutes, par rapport à plusieurs heures pour une batterie de voiture électrique de série « .
Selon QUT, une voiture alimentée par des supercondensateurs aurait d’autres avantages. Par exemple, parce que les supercondensateurs utilisent le carbone et pas les terres rares comme le lithium, ils sont beaucoup moins chers à produire et moins toxiques.
Les supercondensateurs et les batteries sont déjà utilisés dans les voitures, ce qui allège le poids du véhicule, mais d’ici 5 ans, QUT assure qu’une voiture alimentée par sa carrosserie devrait voir le jour.
« Dans l’avenir, on espère que le supercondensateur sera développé pour stocker plus d’énergie qu’une batterie Li-ion, tout en conservant la capacité de libérer son énergie jusqu’à 10 fois plus rapidement – ce qui signifie la voiture pourrait être entièrement alimenté par les supercondensateurs dans sa carrosserie » souligne le chercheur Postdoctoral Dr Jinzhang Liu « Après une charge complète, cette voiture devrait être capable de rouler pendant 500 km, ce qui est similaire à la distance que peur parcourir une voiture à essence et plus du double de la limite actuelle d’une voiture électrique. »
La technologie pourrait également être adaptée pour les téléphones intelligents avec des boitiers remplis de supercondensateurs pour recharger rapidement la batterie du téléphone.
A noter que Volvo travaille déjà sur ce principe.
https://www.qut.edu.au/news/news?news-id=81659
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775314017133
http://iopscience.iop.org/0957-4484/25/43/435405
