Les batteries électriques sont peut-être prometteuses mais elles possèdent encore de gros défauts, notamment au niveau de leur autonomie qui reste actuellement limitée. Une équipe de chercheurs du Center for Energy Storage Research, de l’Institut coréen des sciences et de la technologie (KIST), pense cependant avoir trouvé la solution au problème.
Menés par Hun-Gi Jung, les chercheurs sont parvenus à mettre au point une alternative au graphite, le matériau qui constitue les systèmes de stockage d’énergie des batteries de voitures électriques. Ce dernier présente l’inconvénient de ne permettre qu’une durabilité de stockage limitée après de nombreux cycles de charge et décharge.
L’alternative en question n’est autre que le silicium dont les capacités de stockage d’énergie sont 10 fois supérieures aux performances du graphite. Le problème c’est que les matériaux en silicium sont beaucoup trop instables, ce qui entraîne une rapide diminution de leurs capacités de stockage. Hun-Gi Jung et son équipe ont cependant trouvé un moyen étonnant de stabiliser le matériau : ils ont utilisé de l’amidon de maïs, de l’eau et de l’huile.
Dans la revue Nano Letters, les scientifiques ont expliqué qu’ils ont commencé par dissoudre l’amidon dans l’eau, puis le silicium dans l’huile. Ils les ont ensuite mélangés et chauffés dans le but d’obtenir des composites carbone-silicium. Les chercheurs ont ensuite « frit » les composites afin de lier fermement le carbone et le silicium. Résultat : ils sont parvenus à développer un silicium capable de supporter les cycles de charge et décharge sans faillir.
Grâce aux sphères de carbone, les matériaux en silicium restent parfaitement stables durant le processus. Les propriétés hautement conductrices du carbone permettent également de booster le rendement des batteries électriques. Le nouveau matériau développé par les chercheurs coréens offre ainsi une capacité quatre fois supérieure à celle des matériaux en graphite. Ce n’est pas tout car les batteries au silicium présentent également la particularité de se charger beaucoup plus rapidement. Les chercheurs affirment qu’elles seraient capables d’être rechargées à 80 % en seulement cinq minutes.
Il s’agit d’une découverte révolutionnaire pour l’industrie des voitures électriques. Comme l’explique Hun-Gi Jung : « Nous avons pu développer des matériaux composites carbone-silicium en utilisant des matériaux courants et usuels et des processus de mélange et thermiques simples sans réacteurs. Les procédés simples et les composites avec d’excellentes propriétés que nous avons développés sont très susceptibles d’être commercialisés et produits en masse. Les composites pourraient être appliqués aux batteries lithium-ion pour les véhicules électriques et les systèmes de stockage d’énergie (ESS). »
On ne sait pas encore quand cette nouvelle génération de batteries électriques pourrait bien débarquer sur le marché mais les constructeurs doivent déjà être nombreux à convoiter la technologie.