La peinture en aérosol transforme les carreaux de céramique en batterie. Photo gracieuseté de l'Université Rice
Jusqu'à il y a une semaine, ma relation avec les piles était purement prosaïque. Bien sûr, je rechargeais les piles de mon téléphone portable et de mon ordinateur portable tous les soirs, mais sans plus de délibérations que de me brosser les dents ou de sauter devant le monologue de Jay Leno.
Puis vint le Derecho de 2012 et, comme des millions d’Américains, j’ai perdu le pouvoir pendant des jours qui me semblaient être des semaines. Et, comme tant d’autres, j’ai succombé à une hystérie de jus, une obsession de revendiquer le travail dans des lieux publics - Starbucks, des bibliothèques, des aires de restauration dans les centres commerciaux - afin que nous puissions redonner vie à nos appareils.
Aujourd'hui, j'ai de nouveau le pouvoir. J'ai également une appréciation beaucoup plus profonde de tout ce qui est électrochimique. Parce que dans le monde où nous vivons, la durée de vie des batteries est très importante, que ce soit pour rester en contact au quotidien, ou être la clé de l'avenir des véhicules électriques et des énergies renouvelables.
Il s’est avéré que la semaine dernière a été capitale pour les batteries. La veille de la tempête qui a frappé Washington, une étude publiée dans Nature Scientific Reports révélait qu'une batterie de travail avait été créée simplement en peignant une surface à l'aide de peinture au pistolet. C'est vrai, le pouvoir de la peinture.
Difficile à croire? Voici comment une équipe de scientifiques de la Rice University au Texas a procédé. Ils ont converti en liquide les cinq composants d’une batterie lithium-ion - un collecteur de courant positif, un collecteur de courant négatif, une cathode, une anode et un séparateur - puis ont pulvérisé chacun, en couches extrêmement minces, sur une variété de surfaces. Ils ont peint des carreaux de salle de bain. Ils ont peint le verre et l'acier inoxydable. Ils ont peint un film flexible. Ils ont peint une chope de bière en céramique. Tous ont pu porter une charge.
Ils ont même connecté les carreaux de la salle de bains à une cellule solaire. Ils ont réussi à garder un affichage à LED - il a précisé RICE - brillant pendant six heures.
Nous sommes encore loin de pouvoir recharger votre téléphone intelligent avec une chope de bière, mais cela pourrait changer la donne en ouvrant toutes sortes de nouvelles façons de stocker de l'énergie. Et cela pourrait être un avantage pour l’énergie solaire en tant que source d’énergie dans nos maisons.
Comme le disent les chercheurs de Rice, Neelam Singh, "Vous pouvez transformer votre maison en batterie."
Un retour d'Edison?
La semaine dernière, des chercheurs de Stanford ont également annoncé qu'ils avaient redonné vie à la batterie au nickel-fer que Thomas Edison espérait pouvoir alimenter les voitures. Il y a environ 100 ans, Edison était un fervent partisan des voitures électriques. Mais les batteries de l'époque n'étaient pas à la hauteur, alors il a perdu face à son ami Henry Ford et à son moteur à essence.
Le problème avec ces batteries au nickel-fer était qu’elles étaient extrêmement lentes à se charger et à se décharger. Mais le groupe Stanford, utilisant la nanotechnologie plutôt que de simplement mélanger le nickel et le fer, a été en mesure de faire fonctionner la batterie 1 000 fois plus rapidement que l'ancienne version. Il n'a fallu que deux minutes pour charger un petit prototype de batterie.
Les batteries nickel-fer ne sont pas assez puissantes pour alimenter les voitures électriques d’aujourd’hui, mais si elles étaient combinées au modèle au lithium ionique utilisé actuellement, elles pourraient réduire considérablement le temps requis pour recharger un véhicule électrique, qui prend maintenant des heures. Cette configuration pourrait également permettre à un véhicule de réellement capter l’énergie créée lors du freinage. Et le taux de décharge rapide faciliterait l’accélération d’une voiture.
Dans le même temps, IBM fait partie des entreprises qui s’inquiètent de l’inquiétude redoutée qui règne, à savoir la peur de ne plus avoir de voiture électrique au milieu de nulle part. La plage typique est maintenant de 100 miles par charge. Mais IBM vise à porter ce chiffre à 500 km en raffinant ce que l’on appelle une batterie lithium-air.
Au lieu d'avoir de l'oxygène intégré dans la batterie, les modèles lithium-air généreraient de l'énergie en absorbant l'oxygène de l'air extérieur. Cela les rendrait beaucoup plus petites et plus légères que les piles au lithium ionique actuellement utilisées.
IBM a réussi à faire fonctionner le concept dans un laboratoire. Mais, le temps d'une vérification de la réalité. Il faudra probablement au moins 10 ans avant que cela puisse fonctionner dans une voiture.
Qui sait, vous pourrez peut-être recharger votre voiture avec votre boîte aux lettres peinte à la bombe, ce qui nécessitera sans aucun doute une nouvelle raison d'être.
Charge
Voici des nouvelles plus récentes sur les batteries:
- Couper le cordon: les propriétaires de véhicules électriques n'auront plus besoin de brancher leur voiture pour recharger leurs batteries. Au lieu de cela, ils pourront le faire sans fil en stationnant sur des tapis qui font le travail.
- Mettez cela à la banque: une gigantesque batterie de batteries installée près des voies a commencé à faire économiser beaucoup d’argent au système de métro de Philadelphie. Il capte l'énergie créée lorsque les trains ralentissent dans une station et la restaure sur la ligne pour les aider à accélérer.
- Je porte la carrosserie électrique: deux ingénieurs de l’Université de Caroline du Sud ont réussi à transformer un t-shirt acheté en magasin en tissu capable de stocker une charge électrique.
- La lenteur de la course à la liberté: les détenus d'une prison au Brésil peuvent réduire leur peine d'une journée toutes les 16 heures à vélo et recharger leurs batteries. Ils pédalent dans des lampadaires dans une ville voisine.
- Donner un nouveau sens au terme «boutonnière»: Et maintenant, l’inconvénient du boom des batteries: Selon une étude publiée dans la revue Pediatrics, le nombre d’enfants se rendant aux salles d’urgence après avoir avalé ces petites piles nez ou oreilles - a doublé au cours des 20 dernières années.
Bonus vidéo Voici un petit souffle du passé, lorsque des publicités télévisées ont relevé le défi d'essayer de rendre les piles amusantes.
Plus de Smithsonian.com:
Les prix élevés de l'essence vont-ils ébranler les voitures électriques?
