Batteries à base de ciment : ce prototype ouvre de nouvelles voies de stockage énergétique

Le ciment est un mauvais élève en termes d’émissions de CO₂ — sa fabrication qui requiert l’utilisation de fours puissants en génère beaucoup. Grâce aux travaux de chercheurs de l’université de technologie de Chalmers (Suède), le ciment pourrait toutefois devenir un maillon d’un circuit énergétique plus vert.

La docteure Emma Zhang et le professeur Luping Tang ont en effet dévoilé le 18 mai un prototype de batterie à base de ciment plus efficace que ce qu’on pensait possible. « Les résultats de précédentes recherches sur les batteries à base de béton montraient une performance très faible. Nous avons compris que nous devions sortir des sentiers battus et trouver une autre manière de produire les électrodes», explique Emma Zhang dans un communiqué.

Les immeubles (comme ceux, ici, de New York) pourraient stocker de l'énergie dans leurs murs grâce à cette technologie.

Source : thenails / Flickr

Transformer les murs des bâtiments en batterie

Le système mis au point par l’équipe se compose de trois couches. La première couche qui fait office de cathode est composée d’une mixture à base de ciment et abrite un grillage en fibre de carbone recouvert de nickel. La deuxième est conçue exactement de la même façon, mais sert d’anode grâce à son grillage en fibre de carbone recouvert cette fois de fer. Ces deux couches entourent une troisième couche de ciment plus classique qui sert de séparateur.

La batterie à base de ciment ainsi obtenue affiche une densité énergétique moyenne de 7 Wattheures par mètre carré (ou 0,8 Wattheure par litre). En se basant sur ses estimations les plus basses, l’équipe table sur une performance dix fois plus élevée que ce que les précédentes batteries en ciment ont obtenu.

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Une densité énergétique « faible », conviennent les scientifiques, si on la compare avec des batteries commerciales. Cet inconvénient serait néanmoins, selon eux, compensé par les énormes volumes de batteries qu’il serait possible d’aménager, lors de la construction de bâtiments. « Il serait possible d’intégrer cette couche d’électrode sur n’importe quelle surface de béton. Nous parlons donc de volumes énormes », fait valoir Emma Zhang.

La commercialisation d’une batterie à base de ciment n’est pas pour tout de suite : ce que l’équipe de l’université de Chalmers dévoile ici, c’est une preuve de concept, autrement dit la démonstration que cette réalisation est faisable. De nombreux défis technologiques restent à relever avant de pouvoir envisager une industrialisation de cette solution. « Les bâtiments en béton sont en général conçus pour durer 50 voir 100 ans. Les batteries devront donc afficher une durée de vie similaire, ou alors être faciles à remplacer et à recycler. Tout cela pose un énorme challenge sur le plan technique », explique ainsi Emma Zhang.

Fournir une connexion 4G ou alimenter des LED

Si l’équipe parvient à le relever, ces batteries innovantes pourraient ouvrir des perspectives en termes de stockage énergétique. Les scientifiques mettent également en avant le fait que ces systèmes pourraient servir à alimenter des LEDs, fournir des connexions 4G dans des zones reculées ou encore offrir une protection cathodique contre la corrosion. Il serait également envisageable de coupler ces batteries à des panneaux solaires, afin d’alimenter des capteurs contrôlant le bon état d’infrastructures telles que des ponts ou des autoroutes.