Thomas Scherer

Du nouveau pour les batteries NiMH

5 janvier 2019, 17:07
Le Pr Dag Noréus et le Dr Yang Shen. Photo : Niklas Björling.
 
Le Pr Dag Noréus et le Dr Yang Shen. Photo : Niklas Björling.
 
Des chercheurs de l'université de Stockholm ont développé une méthode permettant de prolonger massivement la durée de vie des batteries NiMH (nickel-hydrure métallique). Ces nouveaux accumulateurs assurent davantage de cycles de charge que les versions normales, et ce, sans perte de capacité. Leur structure permet également une revalorisation des matériaux constituant les batteries usagées pour fabriquer des électrodes en hydrure métallique parfaitement opérationnelles, et offrant de meilleures propriétés de cinétique et d’activation.

La plupart des accumulateurs utilisent le plomb, le nickel-cadmium (Ni-Cd) ou des variantes du lithium. Pour leur part, les batteries NiMH sont bien plus respectueuses de l'environnement, et donc plus sûres que les autres, grâce à leurs électrolytes à base d’eau. Ces accumulateurs ont été à l'origine développés à partir des batteries rechargeables Ni–H2 (nickel-hydrogène). Les accumulateurs nickel-hydrogène ont une durée de vie supérieure aux autres et interviennent aujourd'hui lorsque la longévité d'une batterie est cruciale. C’est notamment le cas pour les satellites et le télescope spatial Hubble. Malheureusement, ces batteries sont impossibles à utiliser dans les applications mobiles courantes car elles nécessitent une source d'hydrogène, et donc, un réservoir de stockage. Les batteries NiMH sont bien plus compactes puisque l'hydrogène est stocké sous la forme d'un alliage ou d'un hydrure métallique, avec une densité d'hydrogène équivalente à celle de l'hydrogène liquide. En revanche, ces accumulateurs bénéficient d'une pérennité réduite. D’où l'intérêt des travaux de chercheurs de l'université de Stockholm, qui viennent de modifier les accumulateurs NiMH pour atteindre une longévité équivalente à celle des grandes batteries Ni–H2. Cette technologie inédite s’inspire d'une nouvelle batterie NiMH, créée par l'entreprise Nilar AB, à Gävle, en Suède.

Dans une batterie NiMH, l'hydrogène est lié grâce à l'alliage métallique. Même si ce procédé est efficace, la batterie est soumise à un vieillissement car elle tend à sécher lorsque l'alliage corrode et absorbe lentement l'électrolyte à base d'eau. La corrosion perturbe également l'équilibre interne entre les électrodes. L'équipe de recherche vient de découvrir qu'elle pouvait éliminer presque totalement le vieillissement en injectant de l'oxygène, ce qui permet de rééquilibrer les électrodes et de remplacer l'électrolyte manquant. Il s'agit d'un processus relativement simple pour les batteries produites par Nilar, car toutes les cellules partagent un même espace gazeux. En choisissant le bon ratio entre oxygène et hydrogène, il est possible d'obtenir une durée de vie dépassant celle de tous les types de batteries en usage aujourd'hui.

L'amélioration considérable des cycles de recharge permet d'utiliser ce type de batterie comme tampon pour les réseaux électriques, dispositif incontournable pour une exploitation efficace et à grande échelle des énergies solaire et éolienne. Pour l'heure, la Suède apparaît comme un pionnier dans la conception de ces batteries inédites. Les travaux ont été présentés dans une thèse soutenue par le Dr Yang Shen.
 
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