Comment le sel pourrait faire décoller les avions électriques

Une équipe de chercheurs du MIT a mis au point une pile à combustible utilisant du sodium métallique. Cette technologie affiche théoriquement une densité énergétique largement supérieure à celle des batteries lithium-ion actuelles. Avec cette réalisation, ces scientifiques pourraient avoir trouvé un nouveau vecteur d’énergie adapté aux moyens de transport encore difficiles à électrifier, comme les navires, les avions ou les trains.

Du sodium métallique en tant que carburant

Sur une batterie métal-air classique, si la phase de décharge est relativement simple, celle de la recharge présente souvent des difficultés techniques qui sont, non seulement coûteuses en énergie, mais qui peuvent aussi réduire drastiquement la capacité du dispositif. Afin de contourner le problème, le système mis au point par le MIT fonctionne uniquement dans un sens, sans phase de recharge.

Concrètement, dans cette pile à combustible, le sodium métallique agit comme un carburant. Selon les chercheurs, le dispositif utilise des cartouches remplies de sodium métallique liquide. Une fois épuisées, ces cartouches peuvent être retirées puis remplacées par d’autres, contenant du sodium « frais ». Les concepteurs parlent ainsi d’un système « refuelable » plutôt que « rechargeable ».

Plusieurs avantages face aux technologies actuelles

Ce dispositif réduit votre facture d’électricité

Voici le SolarFlow 2400 AC de Zendure, un dispositif onduleur + batterie qui combine stockage, alimentation de secours et optimisation énergétique. Il est simple à installer et réduit votre facture d’électricité.

Sponsorisé

Le SolarFlow 2400 AC en promotion

Cette pile à combustible n’en est encore qu’en phase d’essai, et des recherches supplémentaires sont prévues pour optimiser ses performances. Cependant, les chercheurs du MIT soulignent déjà plusieurs avantages par rapport aux technologies existantes.

En effet, la densité énergétique de ce système serait largement supérieure à celle des batteries lithium-ion actuelles. Alors que ces dernières affichent 250 à 300 wattheures par kilogramme (Wh/kg), la pile développée par l’équipe du MIT atteint entre 1 000 et 1 200 Wh/kg, soit une densité trois à quatre fois supérieure à poids équivalent.

Pour aller plus loin
« 2000 à 3000 km d’autonomie » : les avions électriques arrivent bientôt grâce à cette nouvelle batterie

Par ailleurs, cette technologie présente également un avantage face aux piles à combustible à hydrogène en matière de conditions d’utilisation. L’hydrogène doit être stocké soit sous forme liquide à très basse température (-253 °C), soit sous forme gazeuse à très haute pression (350 à 700 bars) pour être utilisé. Des contraintes qui impliquent l’utilisation de réservoirs lourds, coûteux et difficiles à entretenir.

En revanche, le sodium utilisé dans la pile du MIT fond à seulement 98 °C et reste liquide entre 110 et 130 °C, ce qui facilite grandement son stockage et sa manipulation.

Une solution pour l’électrification de l’aviation, et des transports maritime et ferroviaire

Cette technologie devrait contribuer à l’électrification du secteur des transports en raison de sa densité énergétique élevée. Selon les chercheurs, une capacité minimale d’environ 1 000 Wh/kg (déjà atteint par la pile) est nécessaire pour envisager une aviation électrique régionale viable.

« Le seuil réellement nécessaire pour une aviation électrique réaliste est d’environ 1 000 wattheures par kilogramme », précise d’ailleurs un membre de l’équipe dans un communiqué. Outre l’aviation régionale, le transport maritime à courte distance et le transport ferroviaire bénéficieraient également des performances du dispositif.

À court terme, les scientifiques prévoient de concevoir d’abord des systèmes à petite échelle destinés à alimenter des drones. « Nous aimerions réussir à faire voler quelque chose d’ici l’année prochaine », indiquent-ils.