Les batteries à base de ciment pourraient transformer les bâtiments en gigantesques installations de stockage d’énergie
Les nouvelles batteries à base de ciment ont une densité énergétique dix fois supérieure à celle des batteries en béton précédentes.
L’un des domaines où les énergies renouvelables ont un grand potentiel est la réaffectation d’espaces urbains entiers pour y cacher des composants à la vue de tous.
Un exemple novateur est décrit dans une nouvelle étude réalisée par des chercheurs de l’université de technologie de Chalmers (CUT), qui ont présenté une nouvelle batterie à base de ciment qui pourrait constituer les éléments constitutifs de structures entières pour stocker l’énergie récoltée par les énergies renouvelables.
Tout en cherchant comment réduire l’empreinte carbone du béton, l’équipe de la CUT s’est inspirée de travaux antérieurs sur le béton comme moyen de stockage de l’énergie, comme ceux réalisés par Energy Vault, soutenu par SoftBank.
Blocs de construction en béton rechargeables
L’équipe a conçu un mélange à base de ciment auquel elle a ajouté de petites quantités de fibres de carbone courtes afin d’augmenter la conductivité et la résistance à la flexion du matériau. Les chercheurs ont également incorporé une maille en fibre de carbone recouverte de métal, en utilisant du fer pour l’anode et du nickel pour la cathode de la batterie.
L’équipe affirme que les modèles précédents de batteries en béton étaient peu performants et que l’amélioration des performances de leur nouveau mélange en fait une première mondiale.
« Les résultats des études antérieures sur la technologie des batteries en béton ont montré des performances très faibles. Nous avons donc réalisé que nous devions sortir des sentiers battus et trouver une autre façon de produire l’électrode. L’idée particulière que nous avons développée – qui est également rechargeable – n’a jamais été explorée auparavant. Nous avons maintenant la preuve du concept à l’échelle du laboratoire », a expliqué Emma Zhang, auteur de l’étude, dans un communiqué de presse.
Une illustration des batteries en béton de l’équipe de CUT. Source : Yen Strandqvist/Chalmers University of Technology
La batterie à base de béton de l’équipe de CUT présente en effet des performances relativement élevées. Selon les chercheurs, les tests ont montré que la batterie a une densité d’énergie de 7 Wh par mètre carré de matériau (ou 0,8 wattheure par litre), soit 10 fois plus que les précédentes solutions de batteries en béton, ont indiqué les scientifiques de CUT.
Cela ne veut pas dire qu’elle est tout à fait prête à être commercialisée, car ses performances actuelles sont bien inférieures à celles des batteries commerciales. Toutefois, l’équipe de CUT a fait valoir que les bâtiments de grande envergure fabriqués à partir de ce matériau pourraient contrer la capacité limitée due à leur taille.
De nouvelles innovations pour alimenter les villes intelligentes du monde entier
L’équipe de CUT a souligné que ses recherches n’en étaient qu’à leurs débuts. Un problème qui devra être résolu, par exemple, est le fait que les bâtiments en béton ont une durée de vie incroyablement longue, qui n’est pas égalée par les batteries.
« Étant donné que les infrastructures en béton sont généralement construites pour durer cinquante, voire cent ans, les batteries devront être affinées pour correspondre à cette durée, ou pour être plus faciles à échanger et à recycler à la fin de leur vie utile. Pour l’instant, cela représente un défi majeur d’un point de vue technique », a déclaré Emma Zhang.
Malgré ces inconvénients, l’équipe de CUT a déjà envisagé des cas d’utilisation pour le stockage de batteries en béton. L’équipe a expliqué que la technologie pourrait un jour être utilisée pour permettre la construction de bâtiments à plusieurs étages qui serviraient essentiellement d’installations massives de stockage d’énergie. Peut-être le développement pourrait-il également conduire à une réémergence, ou à une variation, du style divisé de l’architecture brutaliste, avec ses façades en béton apparent.
« Nous sommes convaincus que ce concept contribue grandement à permettre aux futurs matériaux de construction d’avoir des fonctions supplémentaires telles que les sources d’énergie renouvelables », a expliqué Luping Tang, un autre membre de l’équipe de CUT.
En associant cette technologie à d’autres solutions, comme les panneaux solaires AuREUS, récompensés par le James Dyson Sustainability Award, qui pourraient transformer les fenêtres de grands bâtiments en générateurs d’énergie constante, on pourrait transformer des villes entières en collecteurs massifs d’énergie renouvelable.
Le nouveau développement de CUT s’ajoute à une longue liste de technologies prometteuses, assorties d’inévitables mises en garde, qui pourraient un jour alimenter les villes intelligentes du futur tout en permettant d’atteindre les objectifs climatiques nécessaires.
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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche
