Batterie lithium-soufre rapide pour eVTOLs
Hyundai Motor Group
Des chercheurs de l’Université Monash en Australie sont proches d’une percée pour résoudre l’un des principaux défis rencontrés par les aéronefs eVTOL. Leur nouvelle technologie de batterie lithium-soufre vise à offrir environ deux fois la densité énergétique des batteries lithium-ion (Li-ion), avec des capacités de charge et de décharge rapides, fournissant ainsi l’énergie nécessaire au transport aérien.
Les batteries lithium-soufre (Li-S) ont montré un potentiel pour un stockage d’énergie à haute densité, mais elles ont été freinées par des vitesses de charge et de décharge lentes. Les chercheurs de l’Université Monash ont découvert qu’en utilisant un complexe de polyvinylpyrrolidone—un composé aux propriétés uniques qui diffèrent de ses composants individuels—ils pouvaient accélérer les réactions chimiques à l’intérieur de la batterie.
Cette innovation permet une charge plus rapide et une densité énergétique plus élevée, comme l’indiquent dans un article publié dans Advanced Energy Materials. Les chercheurs affirment que les nouvelles batteries sont non seulement plus rapides et plus denses en énergie, mais aussi considérablement plus légères et moins coûteuses à produire.
Les avancées dans la technologie des batteries permettent un potentiel de fabrication à grande échelle.
« Grâce à des découvertes basées sur des matériaux facilement disponibles, nous avons désormais le potentiel de passer à une fabrication à grande échelle », a déclaré le professeur Mainak Majumder. Cela fait référence à une découverte clé réalisée lors du développement de la batterie plus rapide. La candidate au doctorat Maleesha Nishshanke a expliqué : « En nous inspirant de la chimie de la betadine, un antiseptique courant, nous avons trouvé un moyen d’accélérer les taux de charge et de décharge. »
Il est intéressant de noter que, bien que les batteries lithium-ion soient largement utilisées dans tout, des voitures aux montres connectées depuis leur invention en 1980, les batteries lithium-soufre ont été développées près de deux décennies plus tôt. Cependant, en raison de problèmes liés à leur chimie interne, elles n’ont pas été largement adoptées.
Egibe / Wikimedia Commons
Défis des batteries Li-S.
Les batteries Li-S, utilisant le soufre comme cathode et le lithium comme anode, rencontrent des problèmes de redépôt inégal du lithium pendant la charge, ce qui entraîne la dégradation des anodes et des électrolytes, moins de cycles de charge et un risque accru de courts-circuits ou d’incendies.
La récente percée de l’Université Monash pourrait aider à surmonter ces défis, rendant les batteries Li-S adaptées aux drones et aux eVTOLs. Les chercheurs ont amélioré les performances des batteries, et avec un passage à l’échelle commerciale, ces batteries pourraient atteindre jusqu’à 400 Wh/kg, idéales pour les applications aéronautiques nécessitant des taux de décharge élevés lors du décollage et faibles pendant la croisière.
Brian Jenkins / BETA Technologies
Une avancée majeure par rapport à la technologie Li-Ion conventionnelle.
Les batteries Li-S offrent un avantage majeur par rapport aux batteries Li-ion conventionnelles, qui ont une densité énergétique de 150-235 Wh/kg. Une batterie récente de ProLogium pour véhicules électriques avec une anode en composite de silicium a atteint 321 Wh/kg, mais n’est pas encore en production.
Une décharge rapide est essentielle pour les aéronefs eVTOL, car une grande puissance est nécessaire pour le décollage et l’atterrissage. Cela a conduit Lilium à obtenir les droits exclusifs de la technologie d’anode dominante en silicium d’Ionbox.
Les batteries Li-S réduisent également la dépendance à des ressources rares comme le cobalt, en utilisant du soufre abondant à la place.
L’Université Monash a lancé Ghove Energy pour commercialiser cette technologie. Parallèlement, les batteries condensées de CATL, avec une densité énergétique de 500 Wh/kg, sont en cours de test dans des avions et pourraient bientôt alimenter des aéronefs plus grands et des jets privés pour des vols allant jusqu’à 1 865 miles, établissant ainsi un niveau d’exigence élevé pour les batteries Li-S.
Lire l’article original sur : New Atlas
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