Le soufre à la rescousse des appareils électriques

Vous le savez sans doute, mais actuellement, la grande majorité des appareils électriques et électroniques que nous utilisons au quotidien sont équipés de batteries dites lithium-ion.

Celles-ci impliquent l’extraction coûteuse, et très controversée d’un point de vue climatique, de matières premières rares et précieuses comme le lithium, ou encore le cuivre et le nickel, dont sont extrait le cobalt, une matière très chère et de plus en plus rare, indispensable au bon fonctionnement de nos batteries au lithium-ion telles que nous les connaissons aujourd’hui.

Cobalt/Soufre

Actuellement, les chercheurs du monde entier travaillent principalement sur trois types de batteries pour un futur plus ou moins proche, à savoir des batteries lithium-ion “new gen”, des batteries dites “tout-solide” au sodium, qui ont l’avantage d’être ininflammables et donc beaucoup plus sûres, et enfin donc, des batteries au lithium-soufre qui viennent de connaitre en ce début d’année deux avancées majeures coup sur coup impressionnantes et peut-être décisives pour le futur.

Avec les batteries lithium-soufre, l’autonomie des appareils électriques pourraient être quintuplée

Si on sait depuis des années que ce type de batteries peut présenter une autonomie jusqu’à 5 fois supérieure à ce que nous offre le lithium-ion, on était jusqu'à lors confronté à un problème de longévité à cause d’une accumulation trop importante et irréversible de dendrites et de polysulfures de lithium.

Les premiers à avoir fait une avancée considérable, sont des chercheurs de l’université du Michigan, qui ont annoncé courant janvier être désormais capable de maintenir le niveau de performances des batteries lithium-soufre pendant plus de 1000 cycles complets de charge et décharge, soit une durée de vie d’environ 10 ans avant d’être amenées à être remplacées.

Pour réussir un tel exploit, l’équipe du professeur Nicholas Kotov nous explique avoir utilisé un dérivé du Kevlar, après avoir observé la composition d’un gilet pare-balles, afin de créer une membrane à mailles pour stabiliser leur batterie au lithium-soufre et obtenir de tels résultats. Passionnant, mais l’histoire ne s’arrête pas là.

Bientôt des avions électriques ?

L’histoire est déjà très belle et excitante, mais il y a quelques jours, une autre équipe de chercheurs, toujours basée aux Etats-Unis, mais cette fois-ci basée à l’université de Drexel à Philadelphie, affirme avoir réussi à pousser le cycle de charge/décharge à plus de 4000 en gardant plus de 80% de sa capacité de charge initiale, mais un peu par erreur en réalité...

Concrètement, l’équipe est partie du constat que le principal problème des batteries au lithium-soufre actuellement est ce fameux dépôt irréversible de polysulfures. Le but est alors de diminuer au maximum ce phénomène.

Ils ont donc utilisé un système de dépôt par vapeur qui a permis de manière totalement inattendue de stabiliser le soufre et limiter la progression des polysulfures à une température ambiante alors que cela ne devait arriver qu’à des températures élevées (supérieures à 95°). Seul petit hic, si les résultats sont évidemment sensationnels et extrêmement excitants, les chercheurs ne savent pas précisément comment ils sont arrivés à un tel résultat.

Quoi qu’il en soit, l’avenir s’annonce incroyablement passionnant sur ce point de vue là et pourrait marquer une véritable révolution avec des smartphones enfin capables de tenir plusieurs jours voir plusieurs semaines, les voitures électriques rouler pendant plus de 1000 kilomètres et pourquoi pas dans l’avenir des avions électriques avec une telle capacité ?