Nouvelles annonces sur les progrès des batteries

zoeilvert a écrit:La fourniture d'électricité d'origine renouvelable augmentera lorsque le stockage deviendra compétitif.

Par principe, le stockage ne sera compétitif que s'il est réalisé "à la source". Il peut être économiquement compétitif, mais pas technologiquement. Je m'explique. En fait il y a 2 cas.

Stockage à la source, donc avant transformation du courant continu issu des PV en courant alternatif. Donc, si le prix du marché n'est pas intéressant, on peut stocker dans des batteries. Quand le prix augmente, on vide les batteries vers réseau. Mais, il faut dimensionner l'installation pour pouvoir stocker X heures de fonctionnement à pleine puissance. Et il faut aussi la dimensionner pour pouvoir fournir le courant provenant des PV et des batteries. Au final, çà fera une installation plus chère, donc plus difficilement rentable.

Second cas, stockage en ligne ou stockage d'électricité provenant des éoliennes. Donc, il s'agit de courant alternatif. Du coup, il faut redresser et accepter d'en perdre pour pouvoir stocker dans des batteries. Ensuite, il faut faire l'inverse, onduler pour fournir au réseau. Si je me souviens bien les remarques que l'on m'avait faites lors de la précédente discussion sur la question. La transformation courant continu vers courant alternatif aurait un assez bon rendement. Mais, la transformation courant alternatif vers courant continu aurait un assez mauvais rendement. Il y aura donc des pertes.

Non, il n' y a pas beaucoup d'écart entre conversion alternatif vers continu et inversement, et le rendement peut être très bon (>95%, au minimum)

De plus certaines éoliennes (pas toutes, mais c'est par exemple le cas des éoliennes qu'Alstom va placer en mer) utilisent des rotors à aimants et la fréquence de sortie est forcément différente du réseau car dépendante de la vitesse de rotation, donc on commence par redresser la tension pour faire du continu, puis on l'ondule pour faire de l'alternatif à la bonne fréquence. Donc il y a déjà une double conversion dans ce type d'éolienne.

Une batterie que l'on pourrait charger à la lumière du jour : Translucent Li-ion Battery Charges Itself by Using Sunlight

Des batteries sodium-ion et potassium-ion sont également à l'étude. Voir ICI

On reparle de la batterie Lithium-air ICI

C'est la semaine des annonces LOL
mais pour le moment, encore aucune réalité commerciale.

Comme tous les mois, une nouvelle annonce de progrès à venir dans les batteries.
Bon d'accord, il faudra attendre environ 10 ans de l'aveu même des inventeurs.
Il s'agit de batteries Lithium-Oxygène (Li-O2) ou Lithium-Air.
Il faudrait pouvoir lire l'article paru dans la revue scientifique US : Science.
Article de presse ici : http://www.tomsguide.fr/actualite/batterie-lithium-air-voiture-electrique,49022.html#xtor=RSS-20

Je ne crois pas que la batterie "double-carbone" ait déjà été mentionnée ici:

http://www.extremetech.com/extreme/182500-dual-carbon-batteries-is-this-finally-the-breakthrough-weve-been-promised-for-so-long
(anglais)

Avantages mentionnés : suppression des métaux rares, chers ou toxiques à la cathode, fabrication des électrodes possible à partir de sources écologiques comme le coton, nombre de cycles important (3000).
Faible sensibilité à la température permettant de se passer de systèmes de refroidissement.
Porté par des participants ayant déjà un "casier" dans le domaine.

Avec du sel ICI

Remarque, ca serait pratique car on ne manque pas de sel en France.

Des batteries de la première colonne...du tableau périodique : les alcalins de plus en plus agressifs, au fur et à mesure qu'on descend. Lithium, sodium, potassium. Ensuite rubidium et le césium, qui explosent volontiers en presence d'un peu d'humidité, et pour finir le Francium, probablement present à hauteur de 30 grammes dans toute la croute terrestre, et dont un echantillon macroscopique se désintégrerait en quelques instants. Avec lui, pas de problème de chauffage en hiver, mais peut être un petit problème de masse critique.

Il est vrai que dans une batterie, ils ne seront en principe pas présents sous forme de métal pur.

Ce fabricant propose des batteries à longue durée de vie à faible impact ecologique et à bas coût sur base d'eau salée et d'electrodes en manganèse:

http://www.aquionenergy.com/energy-storage-technology
(et oui, c'est une page en anglais)

Ce n'est pas orienté batterie embarquée pour VE, mais cela peut tout de même servir le véhicule électrique du côté infrastructure (batteries dans les bornes, stockage de production diurne de panneaux solaires , etc)

Dans le même contexte d'utilisation

http://www.ambri.com/technology/
(toujours en anglais)

Batterie chaude à electrode métal liquide, donc pas de problème de réseau cristallin endommagé par les charges et décharges successives

A noter que si des dispositifs de stockage statiques permettaient de mettre en réserve la production excédentaire en été pour se chauffer en hiver, cela libérerait une grande partie de la production électrique d'hiver pour la charge des VE.

Mais il faudrait calculer si le volume de batteries nécessaire pour satisfaire les besoins des foyers, en supposant qu'ils utilisent une pompe à chaleur chaque fois que c'est possible, correspondrait à quelque chose de réaliste.
Sinon il restera les systemes de stockage à chaleur latente.

C'est l'Acoze qui diffuse un article de chez Roulezelectrique.com à voir ICI

Si l'article dit vrai, c'est une très bonne nouvelle.

Samsung a déjà lancé le premier Smartphone à batterie li-ion-graphene: 1 semaine sans recharger: http://www.gentside.com/galaxy-s7/galaxy-s7-la-batterie-du-nouveau-smartphone-pourrait-avoir-une-autonomie-d-039-une-semaine_art70297.html

Pour une fois, ce n'est pas une annonce de chercheurs ou d'étudiants qui ont découvert la batterie miracle sur le coin de leur paillasse !
Mais cette usine existe-t-elle bien où s'agit-il d'images de synthèse ?
Cela semble trop beau pour être vrai.

Ce serait un sacré scoop ! Mais pourquoi ne parle-t-on pas de batterie pour la voiture électrique ?

ce n'est pas exclu:
"Grabat-Energy serait également en discussion avec Airbus et quelques compagnies d’automobiles."

Une batterie de Zoe de 25 kg, ce serait bien sympathique. Mais pour nos véhicules actuels, ça obligerait sans doute à lester pour retrouver le comportement routier prévu à la conception.

Car même si la batterie est anticipée comme moins chère que le Lithium Ion, 250 kWh, ce ne serait certainement pas donné.
Et puis 1600 km d'autonomie à 15 kWh/100, est ce bien raisonnable (rechargeable en moins de 6h à 43 kW tout de même) ?

Maintenant il va falloir que les anti-VE se creusent la tête pour trouver des raisons pour lesquelles le graphène est scandaleux, fait travailler des petits espagnols dans des conditions inacceptables, consomme du carbone qui devrait être reservé à la chaine biologique ou aux barres de controle des centrales nucléaires, etc...Je suis sûr qu'ils planchent déjà dessus.

Pas besoin de se décarcasser pour dire du mal des batteries au graphène.
Ce sont toujours des batteries au lithium.

Me trompe-je ?

Passant_Mbr a écrit:Maintenant il va falloir que les anti-VE se creusent la tête pour trouver des raisons pour lesquelles le graphène est scandaleux,

Le graphène ... ce n'est pas ce que l'on nomme un nanomatériau ... ?

Le graphène, une menace pour la santé et l’environnement En savoir plus sur http://www.silicon.fr/le-graphene-une-menace-pour-la-sante-et-lenvironnement-87943.html#BKpEQPhjOXIWIwFK.99

Il faut bien comprendre que presque tout peut être une menace pour l'environnement, même la nature, d'ailleurs. En fait, pendant des siècles on a utilisé les matériaux sans trop se préoccuper de leur impact environnemental. On a des exemples de cités antiques qui se sont éteintes simplement car elle n'avait plus de bois à disposition suite à la déforestation massive qu'elles avaient enclenchées...

Maintenant, certains proposent le principe inverse : il ne faudrait plus rien faire. Entre les deux, il y aurait une démarche que je trouve intelligente : mesurer la somme des avantages et inconvénients et décider en connaissance de cause. Mais, on est tellement habitué à ce que sont nos sociétés que l'on n'arrive pas à envisager les torts que nous causent certaines pollutions et certains modes de vie. On peut être pour un monde vertueux où tout le monde vivrait en bonne intelligence avec son voisin et l'environnement ... On peut l'envisager, mais il faut bien constater que ce n'est pas vers cela que va le monde. Alors, oui, la plupart des nouveaux produits sont dangereux et pas anodins. Mais, s'ils sont moins dangereux que les solutions qu'ils remplacent, pourquoi se devraient-on interdire de les utiliser ? Il faut étudier les solutions dans leur globalité. Mais, il faut aussi mettre en œuvre des solutions qui permettent de pallier les conséquences des solutions utilisées. Collecter les déchets par exemple, peut être un geste simple et qui rapportera beaucoup pour le futur.

Léonard a écrit:Le graphène, une menace pour la santé et l’environnement En savoir plus sur http://www.silicon.fr/le-graphene-une-menace-pour-la-sante-et-lenvironnement-87943.html#BKpEQPhjOXIWIwFK.99

Je ne vais plus oser dessiner avec un crayon papier à la mine graphite !

Bug Danny a écrit:

Léonard a écrit:Le graphène, une menace pour la santé et l’environnement En savoir plus sur http://www.silicon.fr/le-graphene-une-menace-pour-la-sante-et-lenvironnement-87943.html#BKpEQPhjOXIWIwFK.99

Je ne vais plus oser dessiner avec un crayon papier à la mine graphite !

Le problème serait que question de taille. Les plus fins résidus de ta mine de graphite sont trop gros pour être transportés jusqu'à tes poumons. Le graphène est un nano-matériau. Toute la question est de savoir la taille des éventuels résidus que pourraient rencontrer les utilisateurs. Ce qui détermine la distance où ils pourront être transportés. De telles études se basent sur le fait que l'on n'arrivera jamais à garantir qu'il n'y aura pas de fuites dans l'environnement. L'expérience est en train de démontrer que dans la majorité des cas, ces études sont pénalisantes. Elles démontrent une maximalisation des risques que n'a pas démontrée l'utilisation au quotidien des molécules étudiées. Elles sont donc "enveloppes". Or, des militants ont tendance à les considérer comme une preuve de l'impact futur ou une minimisation de ce que l'on découvrira par la suite.

Une annonce supplémentaire http://www.diplomatie.gouv.fr/fr/politique-etrangere-de-la-france/diplomatie-scientifique/veille-scientifique-et-technologique/suisse/article/une-nouvelle-technique-simple-pour-ameliorer-les-performances-des-batteries-li?xtor=RSS-4

Si on relie certaines des découvertes récentes, pour une taille identique, les constructeurs devraient pouvoir fournir des batteries avec une capacité triplée et un plus grand nombre de cycles de charge-décharge supportable. Bref, on s'approche de la batterie qui durera autant, voire plus que le véhicule, avec une autonomie triplée. Comme cela semble reposer sur des technologies assez faciles à mettre en œuvre, ces batteries ne devraient pas voir leur prix exploser.

Cela parait interessant. Par contre quand ils disent "batteries qui durent plus longtemps", c'est à la décharge vu qu'il y a une plus grande capacité. Mais on n'y parle pas de l'impact éventuel sur la durée de vie. Est-ce que l'arrangement particulier du graphite sera stable dans le temps ? Est-ce que cette disposition sera un facteur d'amélioration en réduisant le stress du graphite lors du passage des ions?...

Passant_Mbr a écrit:Cela parait interessant. Par contre quand ils disent "batteries qui durent plus longtemps", c'est à la décharge vu qu'il y a une plus grande capacité. Mais on n'y parle pas de l'impact éventuel sur la durée de vie. Est-ce que l'arrangement particulier du graphite sera stable dans le temps ? Est-ce que cette disposition sera un facteur d'amélioration en réduisant le stress du graphite lors du passage des ions?...

Le lien que j'ai mis indique effectivement une capacité de charge plus grande (et une capacité de décharge aussi plus grande). Mais, j'évoquais une seconde innovation qui a été posté un peu plus haut où la mise en place de résine autour de la cellule augmente le nombre de cycles par environ 200. Si on relie les 2 informations, on obtient pour une taille identique, une batterie avec une autonomie deux fois plus grande et une capacité de cycles de charges/décharges multiplié par 200 ... Donc une batterie qui devrait durer 2 ou 3 fois la vie de la plupart des véhicules.

Et en alternative aux technologies de batterie elles-même alternatives, des moyens de prolonger l'actuelle (si vous me suivez) :

https://www.technologyreview.com/s/538036/quest-to-mine-seawater-for-lithium-advances/

La plupart des articles proposant d'autres technos commencent par "le Lithium ne represente que 0,00x% de la croute terrestre". Mais le récupérer à partir de l'eau de mer change la done.

Pour les batteries sodium-ion, l'équipe française proposait un prototype à 90 Wh/kg, et estimait une limite théorique vers 120 à 130 Wh/kg, face aux 200 Wh/kg du lithium actuel.

Cette autre équipe propose 220 Wh/kg, avec il est vrai des moyens plus complexes (nanotubes) et moins aboutis :

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/66014

De ce que j'en ai compris, le potassium permettrait tout de même de se rapprocher plus facilement des performances du lithium, est plus de 800 fois plus abondant que ce dernier et bien présent dans l'eau de mer d'où on sait déjà l'extraire. Mais évidement le sodium, constituant du sel avec le chlore comme chacun sait, est encore beaucoup plus dominant (10,5 gramme par litre contre 0,38). Il faut dire aussi que c'est seulement en 2015 que l'on a découvert que l'on se trompait depuis 83 ans et que finalement le potassium est bien compatible avec des électrodes en graphite. Il faudra donc un peu de temps avant de voir apparaître des produits vraiment au point.

Même avec des batteries au sodium deux fois moins denses en énergie que le lithium, si on considère qu'un bon choix des matériaux comme dans le cas de la BMW i3 permet d'abaisser le poids du véhicule à 1 200 kg, contre 1 450 pour la Zoe, il y aurait de la marge pour doubler la masse de batterie tout en conservant une masse totale du véhicule proche de la valeur actuelle, et donc avoir l'équivalent d'une Zoe courante en version sodium. Par la suite, les techniques pour ces batteries type (Métal alcalin)-ion étant relativement génériques, on peut espérer que l'augmentation de densité qui arrive pourra aussi profiter au sodium.

En dernier recours, les batteries Aluminium-ion sont aussi envisagées, mais avec plus de problèmes en suspens. On aurait là des valeurs théoriques nettement supérieures à celle du lithium, et l'aluminium représente tout de même 8% de la croûte terrestre (au troisième rang après l'oxygène et le silicium).

Je dirais qu'il y a là de quoi faire dessaler tout opposant au VE qui baserait son argumentation sur une raréfaction prévisible du lithium.

Il ne faut pas non plus diaboliser le lithium ; le potassium ou le sodium en exploitation minière ne sont pas meilleurs.
Enfin quand on considère qu'il n'y a que 5 kg de lithium dans une batterie de ZOE, je pense que le procès fait à ce métal léger est une vaste fumisterie.
C'est plutôt dans les conditions d'exploitation du lithium par la surexploitation des réserves en eau dans des régions désertiques qui doit préoccuper nos concitoyens, et de trouver des solutions moins impactantes à l'environnement.
Loin de là, la remise en cause de l'utilisation du lithium dans nos batteries ; "nos batteries polluent", argument souvent utilisé par les défendeurs de la voiture thermique qui voient d'un mauvais œil tous les avantages apportés aux possesseurs de VE, les malus et taxes divers associés aux VT.