Les 5 alternatives les plus prometteuses aux batteries lithium-ion
Les piles sont de chouettes petites choses, n'est-ce pas ? De petits morceaux de métal cylindriques qui pompent simplement de l'énergie dans vos appareils. Ils semblent être une telle commodité, un moyen si facile d'alimenter votre technologie. Mais les batteries ne sont pas aussi bonnes que beaucoup le pensent.
Les piles typiques que vous trouverez dans le magasin – Energizer, Duracell, Kodak, Panasonic – contiennent toutes quelque chose appelé lithium. Le lithium est un élément alcalin qui, lorsqu'il est placé dans une batterie, constitue un excellent transporteur d'énergie.
Cependant, le lithium n'est pas toujours une bonne chose. Voici pourquoi et les cinq alternatives les plus prometteuses à ce type de batteries.
Pourquoi les batteries au lithium sont-elles un problème ?
Avec les batteries lithium-ion, l'idée est que l'énergie est stockée dans des batteries, puis libérée sous forme d'ions lithium. Ceux-ci voyagent entre deux électrodes (de la cathode à l'anode), produisant de l'énergie pour nos appareils.
Mais le lithium n'est pas exactement une substance amicale.
Une fois les piles jetées, elles commencent à se corroder. Et c'est là que le problème commence. Cette corrosion libère du lithium et d'autres substances à l'intérieur de la batterie, qui s'infiltrent ensuite dans le sol, contaminant à la fois les eaux souterraines et les eaux de surface. Cela peut être extrêmement problématique et est très dommageable pour l'environnement.
Alors, vous savez maintenant pourquoi les batteries au lithium ne sont pas la meilleure option pour sauver la planète. Voyons maintenant cinq alternatives.
1. Piles à combustible à hydrogène
Les piles à combustible à hydrogène ne sont pas nouvelles dans le domaine de la production d'énergie. Ce sont des cellules électrochimiques qui combinent à la fois un combustible et un agent oxydant pour produire de l'énergie chimique.
Ce processus nécessite une chaîne de réactions, impliquant un atome d'hydrogène divisé en protons et électrons par deux électrodes, appelées anode et cathode. Les électrons traversent ensuite un circuit, produisant de l'électricité.
L'avantage des piles à combustible à hydrogène est qu'elles ont un rapport énergie/poids 10 fois supérieur à celui des batteries lithium-ion. L'hydrogène est également extrêmement abondant et peut être produit à partir de sources d'énergie renouvelables. Cela rend l'empreinte carbone globale des piles à combustible à hydrogène bien inférieure à celle des batteries lithium-ion.
Une seule pile à combustible a également une durée de vie beaucoup plus longue que les batteries lithium-ion, qui ne durent parfois pas plus d'une semaine.
Cependant, la fabrication de piles à combustible à hydrogène n'est pas bon marché, étant donné que l'acidification des matières premières des piles est un processus coûteux. L'hydrogène est également extrêmement inflammable, ce qui en fait une substance assez dangereuse à manipuler.
2.Batteries Redox Flow
Les batteries à flux redox, à l'instar des piles à combustible à hydrogène, sont également concernées par la production d'énergie électrochimique. Cependant, les batteries à flux redox sont construites de manière assez différente.
Ces batteries sont constituées de deux substances différentes, dissoutes dans des liquides, qui sont séparées et pompées à travers une membrane. Grâce à une série de réactions de réduction et d'oxydation (d'où le nom redox), cette énergie chimique est convertie en énergie électrique.
Comme les piles à combustible à hydrogène, les batteries à flux redox ont une durée de vie très longue et nécessitent très peu d'entretien. Cependant, ces batteries sont assez complexes et ne sont pas vraiment faciles à fabriquer.
Un certain nombre d'éléments différents sont nécessaires au fonctionnement de ces batteries, notamment des capteurs, des pompes, des récipients secondaires et la gestion de l'alimentation. Cependant, elles sont beaucoup moins coûteuses pour l'environnement que les batteries lithium-ion et sont donc certainement de bonnes candidates pour leur remplacement.
3.Panneaux solaires
La plupart d'entre nous ont entendu parler de ces producteurs d'énergie renouvelable. Les panneaux solaires sont formidables car ils ne nécessitent qu'une seule source d'énergie pour fonctionner : le soleil ! Et, bien sûr, la quantité de lumière que le soleil éclaire chaque jour sur notre planète n'est en aucun cas limitée, c'est-à-dire que vous ne pouvez pas en manquer.
Ces panneaux créent de l'électricité en absorbant la lumière du soleil avec des cellules photovoltaïques (PV), qui produisent de l'électricité CC (courant continu), qui est ensuite convertie en électricité CA (courant alternatif) via la technologie de l'onduleur.
Les panneaux solaires sont déjà très populaires dans le monde, des hectares sur des hectares de terres étant dédiés à l'hébergement de milliers de panneaux solaires pour la production d'électricité. Et, maintenant, ils sont envisagés dans le remplacement des batteries.
Prenez les calculatrices, par exemple. Ceux-ci dépendent souvent de l'énergie solaire pour fonctionner. Cependant, il faut une infime quantité d'électricité pour alimenter une calculatrice, donc des considérations supplémentaires doivent être prises si les panneaux solaires doivent remplacer les batteries lithium-ion par des appareils plus énergivores. Mais ils sont toujours une option très viable!
4.Batteries lithium-soufre
Celles-ci peuvent sembler un peu similaires aux batteries lithium-ion dont nous essayons de nous débarrasser ici, mais ne vous inquiétez pas : il existe des différences significatives entre les deux. Vous avez peut-être rencontré ces batteries sous un autre nom : batteries rechargeables.
Ce sont bien sûr des batteries que vous pouvez recharger à l'aide d'une sortie électrique, afin de pouvoir les utiliser encore et encore.
Bien que cela signifie que vous devez utiliser de l'électricité pour alimenter les batteries, cela est considérablement moins nocif que l'utilisation de batteries lithium-ion traditionnelles, compte tenu de leurs implications toxiques.
L'utilisation de piles rechargeables est, bien sûr, beaucoup moins coûteuse que l'utilisation de lithium-ion. De plus, ces batteries peuvent être beaucoup plus denses en énergie que les versions traditionnelles. Cependant, produire ces batteries lithium-soufre peut coûter environ trois fois plus cher, et il est beaucoup moins courant qu'elles soient recyclées. Mais ils surpassent encore de loin leurs prédécesseurs.
5.Batteries bioélectrochimiques
Ce type de production d'énergie diffère de tous les autres énumérés ici, en ce sens qu'il repose sur des organismes biologiques pour fonctionner. Les bactéries anaérobies, un type de bactéries qui n'ont pas besoin d'oxygène pour survivre, sont utilisées pour traiter l'acétate avec une méthode de réduction/oxydation qui libère des électrons.
Ces électrons peuvent ensuite traverser un circuit pour créer de l'électricité, et là, vous avez une batterie.
Cependant, ce type de production d'énergie est encore dans sa phase de test, et les scientifiques travaillant sur cette méthode n'ont pas encore été en mesure de la faire fonctionner pleinement pendant de longues périodes. Mais, si cette méthode devait réussir, elle pourrait changer la donne dans le monde de la production d'énergie.
Les alternatives durables aux batteries lithium-ion sont de plus en plus courantes
Bien que certains de ces remplacements de batteries lithium-ion en soient encore à leurs phases préliminaires, ils constituent des remplacements incroyablement prometteurs dans un proche avenir.
Pour protéger la planète pour les générations futures, il est essentiel de passer à des alternatives énergétiques plus durables. Qui sait? Il ne faudra peut-être pas longtemps pour que les batteries lithium-ion appartiennent au passé.