Supercondensateurs hybrides et recyclables : une équipe franco-polonaise précurseur de cette technologie
Actualité
Pologne
|
Science de la matière : matériaux, physique, chimie, optique
|
Stockage de l’énergie
8 février 2018
Un supercondensateur révolutionnaire au lithium-ion a été développé par des scientifiques polonais et français : le Prof. François Béguin et le Dr. Pawel Jezowski de l’Université de Technologie de Poznań en collaboration avec le groupe de recherche du Prof. Thierry Brousse (Institut des Matériaux Jean Rouxel, Nantes, France).
Ce composant dit hybride combine les avantages des batteries classiques - stockant beaucoup d’énergie, et ceux d’un condensateur électrochimique - fournissant une puissance élevée et une grande durée de vie.
L’article est intitulé " Safe and recyclable lithium-ion capacitors using sacrificial organic lithium salt" et vient de paraître dans Nature Materials [1].
*Prof. François Béguin - Photo de Magdalena Wiśniewska-Krasińska
Le contexte
La gestion du mix énergétique et son optimisation sont l’un des grands défis du XXIe siècle. La réduction des gaz à effet de serre et de la consommation des énergies fossiles est devenue un enjeu impératif pour le développement durable de notre planète.
L’équilibre entre la production croissante, mais intermittente, d’énergie renouvelable nécessite des dispositifs de stockage performants.
les batteries lithium-ion sont actuellement les systèmes les plus performants
Qu’est-ce qu’un supercondensateur électrochimique ?
Comme les batteries, les supercondensateurs électrochimiques sont utilisés pour stocker de l’énergie et se différencie ainsi :
• les batteries classiques accumulent beaucoup d’énergie pour un long temps de charge et la libèrent lentement ;
• les supercondensateurs fournissent une grande quantité d’énergie en très peu de temps (environ une seconde) mais ne sont pas capables de stocker autant d’énergie que les batteries ;
Si on compare les systèmes de stockage d’énergie à des athlètes, les batteries seraient des coureurs de marathon et les supercondensateurs des sprinters.
Les principales caractéristiques de ce supercondensateur hybride :
• il incorpore des matériaux écologiques et faciles à recycler. Il s’agit donc d’une percée importante pour l’intégration de solutions vertes dans le développement de l’électromobilité ;
• il peut effectuer 20 000 cycles de charge et de décharge. Les batteries au lithium-ion actuellement sur le marché ont une durée de vie avoisinant les 1000 cycles seulement ;
• il a un temps de charge de 5 min contre plusieurs dizaines de minutes pour un téléphone portable alimenté d’un superchargeur.
Les applications d’une telle innovation :
Dans une voiture électrique, les condensateurs permettent de démarrer le véhicule et de démarrer ou de récupérer de l’énergie lors du freinage (freinage dit régénératif), tandis que la batterie permet au véhicule de parcourir des centaines de kilomètres. À l’avenir, ils pourraient être remplacés par un seul composant : le condensateur au lithium-ion (LIC) de l’équipe franco-polonaise.
L’utilisation la plus notable de ces condensateurs lithium-ion concernera sans doute les transports en commun (bus et tramways).
Enfin les nouveaux supercondensateurs pourraient également être utilisés au sein des outils électriques tels que les perceuses, scies et tournevis mais aussi dans les appareils mobiles, tels que les ordinateurs ou téléphones portables.
Pour plus d’informations :
“Safe and recyclable lithium-ion capacitors using sacrificial organic lithium salt” P. Jeżowski, O. Crosnier, E. Deunf, P. Poizot, F. Béguin & T. Brousse publié le 11/12 dans Nature Materials
http://nature.com/articles/doi:10.1038/nmat5029
Rédacteur :
Thibaud DUBRULE, Chargé de Mission Scientifique à Varsovie, thibaud.dubrule[at]diplomatie.gouv.fr