La production d'une batterie lithium-soufre à charge rapide pour les véhicules eVTOL approche
infohightech ·
Les ingénieurs de l'Université Monash en Australie ont développé une batterie lithium-soufre (Li-S) à charge ultra-rapide, capable d'alimenter des véhicules électriques longue distance et des drones commerciaux.
Grâce à des temps de charge rapides, les batteries Li-S légères pourraient bientôt alimenter des drones, et les avions électriques pourraient être une possibilité future. Les chercheurs souhaitent démontrer cette technologie dans des drones commerciaux et des véhicules électriques à décollage et atterrissage verticaux (eVTOL) d'ici un an
Cette recherche révolutionnaire, en préparation depuis une décennie et publiée aujourd'hui dans Advanced Energy Materials , marque une étape transformatrice dans la technologie des batteries renouvelables et établit une nouvelle référence pour les prototypes pratiques au lithium-soufre.
Le premier auteur de l'étude, Maleesha Nishshanke, doctorante au Monash Nanoscale Science and Engineering Lab (NSEL), a déclaré que les nouvelles batteries doublaient la densité énergétique des batteries lithium-ion conventionnelles et étaient beaucoup plus légères.
« Inspirés par la chimie de la bétadine, un antiseptique ménager courant, nous avons trouvé un moyen d'accélérer les taux de charge et de décharge, ce qui en fait une option de batterie viable pour une utilisation intensive dans le monde réel », a déclaré Maleesha Nishshanke.
Le co-auteur principal de l'étude, le Dr Petar Jovanović, estime que les batteries Li-S pourraient alimenter des drones commerciaux tout en rapprochant la vision d'une aviation électrique durable et à hautes performances de la réalité.
« Cela représente une avancée majeure pour faire du Li-S une option réalisable non seulement pour les véhicules électriques longue distance, mais particulièrement dans des secteurs comme l'aviation et la marine qui nécessitent une alimentation rapide et fiable, mais aussi extrêmement légère », précise le Dr Jovanović.
Dans une voiture électrique, les batteries Li-S pourraient parcourir 1 000 kilomètres supplémentaires avec une seule charge tout en réduisant le temps de recharge à quelques heures.
« Imaginez un véhicule électrique qui peut voyager de Melbourne à Sydney avec une seule charge ou un smartphone qui se charge en quelques minutes : nous sommes sur le point de faire de cela une réalité », assure le Dr Jovanović.
Le professeur Mainak Majumder, co-chercheur principal et directeur du centre de recherche ARC pour la fabrication avancée avec des matériaux 2D , a déclaré que la technologie Li-S avait généralement du mal à maintenir des performances élevées sans se dégrader rapidement, mais que cette batterie révolutionnaire pouvait supporter une grande quantité d'énergie extraite en une seule fois sans tomber en panne. Les batteries sont moins chères et stockent plus d'énergie.
« Nous avons exploité la chimie unique du soufre pour fabriquer une batterie à la fois plus sûre et plus efficace. Grâce à notre nouveau catalyseur, nous avons surmonté l'un des derniers obstacles à la commercialisation : la vitesse de charge », a déclaré le professeur Majumder.
« Notre catalyseur a considérablement amélioré les performances de taux de charge des batteries Li-S, comme le démontrent les premiers prototypes de cellules de preuve de concept. Avec une mise à l'échelle commerciale et une production de cellules plus importante, cette technologie pourrait fournir des densités énergétiques allant jusqu'à 400 Wh/kg. »
« Cela le rend particulièrement adapté aux applications nécessitant des performances dynamiques, comme l'aviation, où les batteries doivent gérer des taux de C élevés pendant le décollage et passer efficacement à des taux de C faibles pendant la croisière. »
Les batteries Li-S sont également une alternative plus écologique aux matériaux utilisés dans les batteries Li-ion traditionnelles, qui dépendent de ressources limitées et souvent nocives pour l'environnement comme le cobalt.
Alors que le marché mondial des batteries lithium-soufre devrait atteindre 209 millions de dollars d'ici 2028, le professeur Majumder a déclaré que le travail pionnier de Monash pourrait placer l'Australie à l'avant-garde d'une industrie en pleine expansion.
« Cette industrie émergente a le potentiel de créer des emplois, de stimuler la croissance économique et de faire de l’Australie un acteur clé sur le marché », estime le professeur Majumder.
« Alors que la demande en batteries hautes performances augmente, les investissements dans les technologies de pointe auront des effets bénéfiques à long terme sur la création d’emplois et la croissance économique. »
Ghove Energy lève actuellement des fonds de pré-amorçage, invitant les investisseurs à rejoindre l'entreprise.
L'équipe de recherche continue d'innover. Elle met actuellement au point de nouveaux additifs qui promettent d'accélérer encore plus les temps de charge et de décharge, ainsi que des méthodes qui réduisent la quantité de lithium nécessaire.
Le professeur Majumder a déclaré que la recherche était soutenue par le Bureau de la recherche sponsorisée de l'armée de l'air américaine et qu'elle témoignait de la reconnaissance internationale de l'expertise approfondie de l'équipe de Monash.