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La Superabsorption, vers la batterie quantique
La Superabsorption démontrée par une équipe de chercheurs australiens
Plus la batterie est grosse, plus elle se charge vite
Si les batteries lithium-ion sont de plus en plus performantes, la technologie semble aujourd'hui se rapprocher de ses limites. Les recherches se multiplient donc pour trouver la technologie qui les supplantera à l'avenir, par exemple avec les batteries dites solides. Mais le futur pourrait aussi passer par les batteries quantiques.
La batterie quantique repose sur le principe de superabsorption, un principe déjà théorisé par le passé, mais qui n'avait jusqu'alors jamais été démontré sur une échelle suffisamment grande pour pouvoir imaginer la fabrication d'une batterie fonctionnelle. C'est désormais le cas suite à une étude menée par des chercheurs australiens de l'Université d'Adélaïde publiée dans la revue Science Advances.
Dr James Quach :
La superabsorption est un phénomène quantique collectif dans lequel les transitions entre les états des molécules interfèrent de manière constructive. [...]
Ces interférences constructives interviennent avec tous les types d'ondes (lumière, son, ondes aquatiques) et interviennent lorsque différentes ondes s'ajoutent les unes aux autres pour amplifier l'effet qu'aurait l'une d'entre elles seulement. De manière cruciale, cela permet aux molécules d'absorber la lumière de manière plus efficace que si chaque molécule agissait individuellement.
Pour faire simple, plus la batterie comporte de molécules stockant l'énergie, plus ce stockage se montre efficace. Concrètement, cela permet ainsi d'accélérer la charge en augmentant la capacité des cellules. Cette théorie vient donc d'être mise en pratique.
L'idée est bien d'en assurer un jour la fabrication en série afin de les utiliser dans les infrastructures, par exemple pour améliorer les systèmes de recharge des véhicules électriques ou pour stocker rapidement l'électricité provenant des énergies renouvelables, en particulier le photovoltaïque.
Ceci dit, nous sommes encore loin de voir débarquer cette technologie alors que les scientifiques continuent d'étudier leur système expérimental, notamment en le combinant avec d'autres méthodes de stockage et de transfert d'énergie.
Commentaires
C'est ce genre de nouvelle qui démontre que le blabla de certains sur les voitures électriques ne tient pas la route : ca ne fait pas si longtemps qu'il y a vraiment des recherches sur les batteries, des recherches de grande ampleur. Et comparer l'état de ce domaine avec celui des moteurs thermiques où on en est à plus d'un siècle de développement n'a pas de sens.
26-01-2022 15:23La technologie des batteries électriques n'est pas aussi récente que tu le prétends...
26-01-2022 17:36La preuve étant que la première voiture ayant atteint 100 km/h (en 1900 et quelque) était une voiture électrique.
Les rayons cosmiques mettent en difficulté la mise au point des ordinateurs quantiques, en cause de nombreuses interactions, aujourd’hui on vise leur utilisation à deux cent mètres sous terre, pour les batteries c’est pas vraiment l’idéal non plus si elles sont concernés…
26-01-2022 17:43La recharge par induction en mouvement me semble une piste insuffisamment explorée.
Oui, mais les travaux sur les batteries autres que celles au plomb n'ont vraiment démarré qu'à la fin des années 90, début des années 2000 avec le développement des téléphones portables.
26-01-2022 17:45On n'est pas du tout au même niveau d'applicabilité.
La recharge par induction en mouvement, c'est de l'applicatif et c'est déjà étudié - mais ça pose pas mal de soucis pratiques.
Les "batteries quantiques", c'est au stade de la recherche fondamentale. 26-01-2022 17:47
Désolé mais je ne comprend rien, en langage accessible qu'est ce que ça veut dire ?
26-01-2022 18:56Que l'on va pouvoir recharger en moins de 5 minutes ?
Merci pour les experts pour la réponse.
J'avoue que même avec de bonnes bases de physique fondamentale, j'ai du mal à comprendre
.
27-01-2022 11:39Ce que j'en retiens, c'est que des chercheurs ont réussi à utiliser un fonctionnement théorique à l'échelle moléculaire pour augmenter la quantité d'énergie que peuvent absorber les molécules.
A vue de nez, cela semble pouvoir favoriser la capacité des batteries et potentiellement la vitesse de charge, mais on n'en est encore qu'aux balbutiements. D'ici à une application pratique (si tant est que ce soit possible), il risque de se passer un bon moment (10 ans ?).
Je complète par un article un peu plus détaillé sur le sujet, quoique pas forcément très compréhensible.
27-01-2022 12:50Ici, la conclusion (plus la batterie est grande, plus elle se recharge rapidement) :
La batterie quantique pourrait servir de nombreuses applications et domaines. Prouver la théorie vers sa concrétisation est un pas de plus vers cet objectif. Elle pourrait peut-être un jour alimenter des voitures électriques à recharge ultrarapide (quelques secondes pour une recharge complète) ou encore servir pour le stockage d’énergie à flux fluctuants, issue de sources renouvelables par exemple.
Mais « le principal défi est cependant de combler le fossé entre la preuve de principe ici pour un petit appareil et l’exploitation des mêmes idées dans des appareils utilisables, plus grands », explique le docteur Quach. Les prochaines étapes consisteront donc à explorer comment l’expérience peut être combinée avec d’autres moyens de stockage et de transfert d’énergie.
Je rejoins Fift sur l'interprétation.
31-01-2022 08:43Si ce n'est que je vois plutôt la production à grande échelle pas avant 15-20 ans. Le rapport au temps de la recherche est sans rapport avec celui de la vie quotidienne, et encore moins de la politique et des média.
Le problème du temps de recharge des batteries électriques qui équipent nos voitures électriques ne vient pas seulement des limites physiques des batteries, mais aussi de la capacité des infrastuctures à fournir le courant électrique nécessaire à leur rechargement. Je m’explique : la batterie d’une Tesla a une capacité de 75KW heure donc, dans un monde parfait où on ne constate pas de perte de rendement dans le rechargement des batteries (pas d’échauffement), il faut donc 75 kw pour charger une Tesla en une heure. J’en déduis que pour charger notre Tesla en 5mn, il faut 12 fois plus de puissance électrique soit 900 kw heure. Si vous installez 12 postes de recharges rapides au bord d’une route, il faut donc 12 fois plus de puissance soit 10800 kw heure pour charger les véhicules qui se présentent à la ’Pompe’. Lorsque l’on sait que la consommation électrique des villes est estimée à 510 kw heure par tranche de 100 000 habitants, on en déduit que chaque station service consommerait plus d’électricité qu’une ville de 2 millions d’habitants. Va falloir que l’on construise un paquet de centrales nucléaires pour réaliser le projet...
01-02-2022 18:40La remarque est pertinente, mais la comparaison est erronnée.
(petite note au passage : une capacité se mesure en kW.heure qui est la puissance débitée en une heure, mais une puissance en kW tout court)
Tu compares une consommation moyenne et une consommation en pic, ce qui est une différence fondamentale, dans le cas de l'électricité surtout, puisqu'on ne sait pas stocker l'électricité et que les capacités de production sont dimensionnées en fonction des pics de consommation, et pas des consommation moyenne.
Pour faire simple, c'est comme si les 12 bornes de recharge de la station fonctionnaient toutes en permanence en même temps, 24h24 et 365 jours/an. Ce qui n'est évidemment pas le cas, ne serait-ce que parce qu'il se passe du temps entre le moment où 2 véhicules se succèdent.
Je vais essayer de comparer le pic de consommation pour 100 000 habitants, puisque la mise en relation me semble intéressante.
Les pics de consommation se situent en général entre 80 et 90 GW - disons 85 GW, soit 85 000 000 kW pour 67 millions d'habitants.
Une bête règle de trois nous donne donc 126 000 kW pour 100 000 habitants.
Notre station-service chargeant 12 Tesla en même temps représente donc 8,5% de la consommation en pic hivernal (et sans doute 25% d'un pic estival) d'une ville de 100 000 habitants. C'est loin d'être négligeable, mais pas du même ordre de grandeur qu'indiqué initialement. 01-02-2022 19:35