Comment les piles à hydrogène améliorent la durabilité des batteries lithium-ion

2025-03-26

La hausse des températures atmosphériques a menacé la biodiversité, provoqué une élévation du niveau de la mer et modifié le climat de manière si drastique que des changements climatiques peuvent désormais être détectés chaque jour. Les scientifiques et ingénieurs environnementaux travaillent à améliorer l'efficacité énergétique, la fiabilité et la sécurité, et les énergies renouvelables sont devenues un pilier du développement durable.

La recherche actuelle sur les batteries lithium-ion et les piles à hydrogène suscite de plus en plus d'intérêt de la part des scientifiques et du public. D'ici 2025, le marché mondial des batteries lithium-ion devrait atteindre 100 milliards de dollars ; en même temps, le marché mondial des piles à hydrogène devrait également dépasser 10 milliards de dollars.

La recherche sur les solutions prometteuses de décarbonisation se concentre sur les défis associés à l'utilisation des batteries lithium-ion et des piles à hydrogène pour décarboniser l'industrie automobile.

Avec la popularité croissante des véhicules électriques, la production de batteries lithium-ion explose. En parallèle, les piles à hydrogène sont souvent utilisées comme source d'énergie pour le stockage d'énergie dans les transports, les bâtiments et les systèmes de réseau.

Faire fonctionner un véhicule électrique est plus durable qu'un moteur à combustion interne, mais les batteries lithium-ion contiennent des matériaux de cathode comme le lithium, le cobalt, le graphite et le nickel qui passent par des processus d'extraction et de fabrication produisant des gaz à effet de serre. Elles sont conçues pour contenir plus de puissance dans des dispositifs plus petits, augmentant ainsi le risque de combustion si elles sont pressurisées ou brisées.

Les piles à hydrogène sont une source d'énergie alternative plus sûre et sans émission. Les dispositifs à émission nulle génèrent de l'électricité par des réactions chimiques, avec l'hydrogène comme réactant principal.

Piles à hydrogène : Améliorer l'efficacité énergétique des batteries lithium-ion

Ces deux technologies avancées ne sont pas mutuellement exclusives, car les piles à hydrogène ont le potentiel d'augmenter la puissance des batteries lithium-ion. Dans le cas des véhicules électriques, les piles à hydrogène peuvent améliorer l'autonomie et résoudre les problèmes de ravitaillement, tout en réduisant les émissions de gaz à effet de serre associées aux batteries lithium-ion.

En plus d'utiliser l'hydrogène pour générer et stocker de l'électricité, les piles à hydrogène peuvent améliorer les groupes propulseurs des batteries lithium-ion de la manière suivante :

1. 1. Générer de l'électricité à émission nulle pour démarrer les voitures et les accessoires de véhicule 2. Stocker de l'énergie pour le freinage régénératif et ajouter des moteurs de traction électrique pour entraîner les roues 3. Charger des batteries de secours. Les batteries lithium-ion resteront toujours un composant clé des véhicules électriques, peu importe comment la source d'énergie et le moteur sont intégrés, mais elles ne sont pas parfaites. Les véhicules électriques alimentés uniquement par des piles à hydrogène rencontrent également certaines difficultés.

Les batteries lithium-ion et les piles à hydrogène sont intrinsèquement incapables de fonctionner sur de longues distances avec des charges lourdes, rendant l'accélération et le freinage de plus en plus difficiles. Les véhicules électriques à pile à hydrogène ont également le problème d'une sortie de puissance instable lors de l'accélération. Cependant, comme les piles à hydrogène peuvent générer et stocker de l'électricité par elles-mêmes, il y a beaucoup de place pour utiliser leur plein potentiel pour compléter l'énergie des batteries lithium.

En période de changement climatique dramatique, la durabilité n'a jamais été aussi importante - la transition vers un transport à émission nulle est un domaine idéal pour commencer à réduire les émissions de gaz à effet de serre. Le développement des piles à hydrogène pourrait faciliter le développement des batteries lithium-ion, redessinant ainsi le futur vert de l'énergie automobile.