Améliorer la performance des piles au lithium
L'objectif du réseau d'excellence ALISTORE (systèmes avancés de stockage de l'énergie au lithium fondés sur l'utilisation de nanopoudres et d'électrodes/électrolytes à base de nanocomposites) financé par l'UE consiste à améliorer les systèmes de stockage d'énergie au lithium. «Il est évident que le stockage d'énergie constitue un sérieux problème pour l'économie de nouvelles sources d'énergie; les piles au lithium rechargeables ainsi que d'autres technologies présentent donc un avantage potentiel majeur», déclarent les partenaires du projet. Les piles au lithium rechargeables ont été introduites sur le marché pour la première fois en 1990 et représentaient une innovation importante en matière de stockage d'énergie. Aujourd'hui, on les trouve dans plusieurs dispositifs dont les téléphones portables, les appareils photo numériques, les ordinateurs portables et même dans les voitures électriques. Cependant, leur durée de vie et leur performance, en plus de problèmes techniques, montrent qu'elles ne sont pas à la hauteur des attentes en matière de technologie. Selon les chercheurs et les développeurs participant au projet ALISTORE, les nanomatériaux pourraient être la solution et «ont le potentiel de révolutionner le concept de la pile». Il est tout d'abord important de comprendre le problème principal; c'est pourquoi le Dr Wolfgang Dreyer, physicien à l'institut allemand Weierstraá pour l'analyse appliquée et la stochastique (WIAS) est désormais chargé du développement d'un modèle mathématique relatif aux processus électrochimiques se produisant à l'intérieur d'une pile au lithium. En principe, une pile au lithium contient une infinité de nanobilles composées de phosphate de fer, rassemblées autour du pôle négatif. Le pôle positif, pour sa part, est composé de lithium ou d'alliages en lithium. Lorsque la pile se décharge, les ions lithium se déplacent vers le pôle négatif et les billes de phosphate gonflent. Lorsque la pile est rechargée, les ions lithium retournent vers le pôle positif. Selon les données présentées par les collègues slovènes concernant les processus électrochimiques (processus plus connu sous le nom d'hystérèse), le problème technique résulte d'un déséquilibre entre la puissance d'entrée et la puissance de sortie. Le Dr Dreyer est convaincu qu'un modèle exact pourrait aider à réduire les dépenses engendrées par les expériences et ainsi réaliser des économies de temps et d'argent; en effet, seules les expériences très prometteuses seraient réalisées dans ce cas. Enfin, ajoute-t-il, les améliorations seront fondamentales: l'hystérèse diminuera, de même que les temps de chargement, alors que la densité de chargement augmentera considérablement.