« Toutes les technologies se sont améliorées au fil des ans, sauf les batteries! Pourquoi quelqu’un ne peut-il pas inventer une meilleure batterie? »Mec, si j’avais un nickel pour chaque fois que j’ai entendu quelqu’un dire ça — eh bien, j’aurais environ 17,50 $.
En fait, cependant, le fan moyen de gadget manque trois énormes points sur les batteries. (En février, PBS a diffusé une émission spéciale de NOVA intitulée « Search for the Super Battery », dont j’étais l’animateur. Après une année de visites de laboratoires et d’entretiens avec des scientifiques, je peux admettre que les piles sont dans mon esprit ces jours-ci.)
Premier point: Les piles auxquelles vous pensez probablement le plus sont celles de votre téléphone ou de votre ordinateur portable. Mais vous pourriez soutenir — et de nombreux scientifiques le font – que les batteries sont les clés pour résoudre des problèmes beaucoup, beaucoup plus importants, comme l’énergie, les transports et le changement climatique.
Par exemple, les voitures électriques ne représentent aujourd’hui qu’environ 1% des ventes de voitures neuves aux États-Unis. L’une des raisons est qu’ils coûtent plus cher que les voitures à essence. Une autre est l’anxiété de gamme — la peur des consommateurs de manquer de charge loin de chez eux. Les batteries moins chères et de plus grande capacité en cours de développement visent à résoudre ces deux problèmes.
Ensuite, il y a la grille. L’électricité n’est pas comme l’eau, attendant dans le tuyau jusqu’à ce que vous allumiez le robinet. Lorsque vous allumez une lampe, cette puissance doit être générée dès maintenant, en temps réel. En conséquence, les services publics d’électricité passent leurs journées à faire face aux fluctuations gargantuesques de la demande d’énergie. Il n’y a presque pas de demande la nuit, quand tout le monde dort, puis d’énormes pics à 17 heures, quand les gens rentrent du travail. Les services publics entretiennent en fait des centrales électriques de secours coûteuses, inefficaces et utilisées sporadiquement (« centrales de pointe ») juste pour gérer les hausses de demande, comme cela se produit pendant les vagues de chaleur.
Les batteries connectées au réseau pourraient égaliser ces oscillations absurdes. Peut—être encore plus important, les batteries au réseau pourraient capter l’énergie solaire pendant que le soleil brille — et l’énergie éolienne lorsqu’elle souffle – pour une utilisation lorsque nous en avons vraiment besoin. Jusqu’à présent, nous n’avons pas réussi à faire respecter nos horaires de vie par le soleil et le vent.
Le deuxième point que les gens manquent: Nos plaintes ont tendance à porter sur la capacité de nos batteries: combien de temps nos gadgets courent entre les charges. Mais en fait, la capacité (densité énergétique) n’est qu’un élément de la liste de souhaits de l’industrie. Nous voulons également que les batteries soient bon marché, respectueuses de l’environnement une fois épuisées, durables (c’est-à-dire pouvant être rechargées des milliers de fois), compactes, légères (en particulier pour les voitures électriques) et sûres. Un téléphone qui explose peut ruiner toute votre journée, comme Samsung pourrait l’attester.
En général, vous ne pouvez pas tout avoir dans une seule batterie. Là encore, vous n’avez pas toujours besoin de tout. Les batteries au réseau, par exemple, n’ont pas besoin d’être portables ou compactes. La porte est donc ouverte à l’aube de, disons, des batteries à écoulement, dans lesquelles les produits chimiques, stockés dans d’énormes réservoirs, s’écoulent les uns les autres à l’intérieur d’une chambre de réaction. Ou des batteries à volant, dans lesquelles des disques en matériau tel que l’acier et pesant des milliers de livres tournent des milliers de fois par minute dans une chambre sans friction (suspendue par un aimant dans le vide) la nuit, lorsque l’énergie pour les maintenir en rotation est moins chère, de sorte que les ingénieurs peuvent récupérer l’énergie cinétique sous forme de puissance pendant la journée.
Troisième point important: les batteries se sont améliorées au fil des décennies. La raison pour laquelle nous ne remarquons pas est que nos appareils sont devenus plus rapides, plus puissants et plus gourmands en énergie en même temps. Diable, si vous pouviez mettre une batterie d’iPhone moderne dans un téléphone de 1995, cela irait probablement un an avec une seule charge.
D’autres grandes choses sont en route. Le scientifique des matériaux Mike Zimmerman a réussi à remplacer l’électrolyte liquide hautement inflammable (à travers lequel les ions nagent lorsque vous chargez ou déchargez votre batterie) par une seule pièce de film plastique spécial. Presto : une batterie incapable de s’enflammer ou d’exploser. Et parce qu’il est inblowuppable, Zimmerman peut utiliser du lithium métal au lieu de la chimie lithium-ion, qui a une densité d’énergie beaucoup plus élevée mais est considérée comme trop dangereuse pour être utilisée avec les batteries à électrolyte liquide d’aujourd’hui. Presto : durée de vie plus longue.
Donc, si vous voulez vous plaindre de vos piles, sortez-les maintenant. Il ne faudra pas longtemps avant qu’ils aient une bien meilleure réputation.