a quand une nouvelle technologie de batteries

Bonjour,

N'étant pas électro-chimiste, je me suis cependant penché sur le problème qui n'a pas l'air si simple que cela.
Ce que je crois en avoir retenu :
- Dans une batterie, l'énergie est obtenue avec un oxydant associé à un réducteur, comme dans une combustion.
C'est une réaction d'oxydo-réduction avec la la différence que pour la batterie la réaction cesse dès que le circuit électrique est interrompu.
- L'énergie recueillie pour la combustion est généralement très supérieure à ce qui peut être obtenu pour une batterie (bien mieux que dix fois plus en KWh par Kg dans le cas du gasoil par rapport à une batterie lipo)


Car il y a plusieurs problèmes limitants dans le cas de la batterie :

--1 Dans le cas de la batterie on doit compter la masse du réducteur (par ex le lithium), celle de l'oxydant et celle des résultats de l'oxydo-réduction.
-- 2 Dans le cas de la combustion du gasoil par exemple , on ne transporte que le réducteur (le gasoil) mais pas l'oxydant (l'oxygène de l'air) ni le résultat de l'oxydo-réduction (le dioxyde de carbone et l'eau)
C'est beaucoup moins pénalisant.
-- 3 Dans le cas de la combustion on peut prendre une différence de potentiel redox très élevée car l'avantage est d'augmenter beaucoup l'énergie produite tout en diminuant sa stabilité car la réaction redox est explosive et séquentielle. (moteur à explosion)

Pour s'en sortir au mieux dans le cas de la batterie, il faut :
--1 Choisir des matériaux très éloignés en matière de potentiel redox:
-un réducteur très à gauche dans le tableau de la classification périodique (par ex calcium, sodium, lithium, hydrogène).
- Un oxydant très à droite, mais pas trop car sinon on risque la combustion spontanée.
- Un réducteur conducteur et aussi assez léger.
Si on regarde du coté des réducteurs, le plus léger et conducteur c'est le lithium. On ne fera pas mieux.

Bon, s'il y en a qui ne dorment pas encore, alors bravo!

Serge .D
 
Bud.fr;2688931 à dit:
Toujours pressé, génération Fesse Bouc .

A+

Hé oui,

la mobylette a propulsion atomique ( et à dérailleur ... , ça bas de soie ) a encore de beaux jours devant elle ...

j'ai le sentiment diffus que ce sujet va finir dans la section " Bar de l'escadrille "

:-D:-D:-D

Alain

PS: je note que le Jean Marie Bizarre n'a toujours pas daigné se présenter ... les bons usages se perdent quand il s'agit de mobiliser la tribune ! :barbershop_quartet_
 
je pense que le sujet mérite mieux que de finir au café du commerce mais bon ..
sinon pour les présentations , je n'aime pas trop ca et je pense que c'est surtout le sujet qui est intéressant pas la personne qui le dépose
meme si la personne parait (bizarre) :tranquillity:
cordialement
 
Vais essayer de répondre à tout le monde en espérant apporter autre chose que le pastis au comptoir :)

Pour la capacité, c'est vrai qu'il y a eu des progrès marquant ces 20 dernières années et pour l'heure, on stagne un peu, du moins pour les solutions industrielles (ce qui n'empêche pas qu'en labo, et dans des conditions d'environnement incompatible pour l'heure avec un usage de masse, on sache faire beaucoup mieux). Mieux que des mots, ce petit schéma vous permettra de vous en faire une idée.

Capture d’écran 2020-09-18 091451.jpg
Juste pour préciser les notions développées par Passetoutgrain, les Lipo ne sont pas à proprement parler des piles classiques basées sur des réactions classiques RedOx. La différence de potentiel est obtenue par le déplacement des ions Li d'un réseau "cristallin" vers un autre (on parle d'intercalation, voir l'image ci-dessous).

Capture d’écran 2020-09-18 094512.jpg

Pour rester dans le domaine classique, ça se rapproche plus d'une pile à concentration. C'est pour cela d'une part que le potentiel d'une lipo ne varie pratiquement pas avec la température (alors que celui d'une pile suit directement la loi de Nernst qui la rend en partie proportionnelle (comme peut s'en rendre compte l'hiver avec nos batteries au plomb). C'est pour cela aussi qu'avec la température, les C augmentent (la diffusivité augmente avec la température) avec l'inconvénient bien connu des lipo que le courant produit et la résistance interne dégagent de la chaleur, ça peut accélérer et .... ça finit mal (runaway event qu'on peut traduire par : elle prend feu).

Ca n'a pas grand sens de comparer le rapport poids puissance d'une réaction thermique et électrique car il y a d'autres considérations. Pour l'électrique, le rendement est de 90% ou plus quand le thermique ne va dépasser 25% dans nos avions. L'électrique est réversible (rechargeable) plusieurs centaine de fois alors que le thermique c'est one shot (quand le gas-oil est brûlé, l'eau et le CO2, pour les remettre dans le réservoir et rendre l'oxygène à l'air, pas simple... et en tous cas pas à la maison avec un chargeur :)

Pour l'avenir, ce qui limite aujourd'hui, ce n'est pas tant les matériaux disponibles (les chercheurs en tiennent évidemment compte dans leurs projets car ça n'aura pas d'avenir si ce n'est pas industrialisable) que les technologies. Cela dit des idées et des projets, il y en a pas mal, des super-condensateurs (nanotubes carbone) rechargeables en 2 secondes, celles à nanofils prétendues rechargeables à vie, les graphènes "avancés" en passant par les piles à hydrogène. Maintenant, pour le futur proche (10 ans), c'est surtout sur l'optimisation des technologies existantes qu'il se concentre, y compris industrielle (remplacer le Li par du Na plus accessible). Le projet européen Battery 2030+ est parfaitement représentatif de cette tendance. Ce n'est pas encore demain qu'on aura un nouveau facteur 5 mais on se contentera déjà bien de 2 et de batteries qu'on pourra recycler des milliers de fois et qui ne prendront plus feu si le chargeur a des vapeurs... C'est la même chose pour Tesla qui a des Lipo avec une cathode graphite classique mais améliorée par un dépôt de Si qui est connu pour être 6 fois meilleur pour concentrer les ions Li+ (mais beaucoup plus cher à mettre en oeuvre)

Sinon, les effets d'annonce pour de nouvelles techno qui annonce qu'on fait 10 fois mieux, c'est comme pour le vaccin du COVID, ça fait partie du paysage et c'est nécessaire pour attirer les capitaux privés et les subventions publiques. Mais on est loin de la coupe aux lèvres. Notre besoin est assez particulier avec de grosses intensité et de grosses capacités avec un rapport capacité/poids le plus élevé possible. N'aurait été que nous, on en resterait longtemps à ce que nous connaissons. Ce qui nous sauve, c'est que l'automobile (et bientôt l'aviation grandeur) a exactement les mêmes besoins, c'est un puissant moteur
 

Fichiers joints

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