Une nouvelle étude pourrait ouvrir la voie à un stockage moins coûteux des énergies renouvelables par supercondensateur. Les chercheurs ont trouvé un moyen de transformer la brique de la maison en une batterie capable de stocker l’électricité, ce qui laisse entrevoir la possibilité que les bâtiments deviennent un jour de véritables centrales électriques.
La nouvelle technologie utilise les propriétés poreuses des briques et les remplit de minuscules nanofibres d’un plastique conducteur qui peut stocker la charge électrique. Les chercheurs ont observé que les premières briques stockaient suffisamment d’énergie pour alimenter de petites lampes, mais ils pensent que si la capacité augmentait, les briques pourraient devenir une alternative peu coûteuse pour les batteries lithium-ion.
Cela signifie que les briques peuvent devenir des supercondensateurs qui stockent l’électricité sous forme de charge statique dans des solides plutôt que des batteries qui stockent l’énergie par des réactions chimiques. Les supercondensateurs peuvent se charger et se décharger plus rapidement que les batteries, mais ils ne stockent qu’une petite fraction de l’énergie.
Les nanotechnologies transforment les briques de maison en batteries, ouvrant ainsi la voie à de véritables centrales électriques dans le futur
Une puissance grâce aux nanotechnologies
Avec la crise du changement climatique, les scientifiques ont étudié la possibilité d’augmenter la capacité énergétique des supercondensateurs et la vitesse de charge des batteries. Cette technologie permettrait de stocker l’énergie renouvelable, abondante mais intermittente, jusqu’à ce qu’elle soit nécessaire.
En général, les batteries sont utilisées pour stocker l’énergie recueillie par la cellule solaire sur le toit. Julio D’Arcy, de l’université de Washington à St Louis, qui faisait partie de l’équipe de recherche, a déclaré que leur nouvelle technologie offre une nouvelle option « nourriture pour=pensée », bien qu’elle ne soit pas encore au point.
Julio D’Arcy a déclaré que les premières briques observées rapportées dans le journal Nature Communications n’ont qu’une capacité de 1% de batteries lithium-ion. Il pense qu’elle peut être décuplée en ajoutant des oxydes métalliques pour stocker plus d’énergie, ce qui fait des briques de puissance une proposition commerciale.
Mais l’objectif est de les faire correspondre aux batteries au lithium-ion. Dans ce cas, elles seraient moins chères que les batteries au lithium-ion, et il viendra un moment où l’on n’entendra plus parler de « batterie au lithium-ion ».
« La chaleur a été le principal domaine d’intérêt lorsque l’on a envisagé le stockage de l’énergie dans la structure des bâtiments. Cette étude montre qu’il existe un potentiel de stockage de l’énergie électrique également. Les performances sont loin d’être celles des supercondensateurs sur mesure, mais le principe est prouvé et il existe une marge d’amélioration importante », a déclaré Dan Brett, professeur d’ingénierie électrochimique à l’University College London.
Les chercheurs ont fabriqué de petits prototypes de briques de puissance en utilisant des vapeurs chimiques qui réagissent avec les oxydes de fer contenus dans les briques et forment ensuite un réseau de nanofibres plastiques appelé PEDOT, qui est un excellent conducteur d’électricité.
Les supercondensateurs peuvent être rechargés plusieurs fois avant de perdre leur capacité à stocker l’énergie. Les briques d’énergie peuvent être recyclées jusqu’à 10 000 fois avant de perdre leur capacité.
Un long chemin d’application
Bien que cette technologie soit prometteuse, il reste encore beaucoup à faire pour qu’elle puisse être utilisée à l’avenir. En outre, le coût des batteries lithium-ion a chuté de 90 % depuis 2010, et l’hydroélectricité n’est efficace que dans les régions montagneuses.
Le stockage de grandes quantités d’énergie reste un défi qui incite à poursuivre la recherche. Par exemple, une entreprise a stocké de l’énergie en empilant de grandes briques dans une tour, puis en les relâchant sur le sol. Des concepts similaires sont également étudiés actuellement en utilisant des équipes lourdes et des puits de mine, ainsi que la gravité.
D’autres recherches portent également sur la compression de l’air en un liquide pour stocker l’énergie, avec une grande usine actuellement en construction près de Manchester au Royaume-Uni.
https://www.explainthatstuff.com/how-supercapacitors-work.html
https://www.nature.com/articles/s41467-020-17708-1
https://en.wikipedia.org/wiki/Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)
