Les performances et la sécurité des batteries ont longtemps empêché l’électrification de l’aviation, mais cela pourrait bientôt changer.
La nouvelle technologie de batterie développée par la NASA pourrait contribuer à révolutionner le transport aérien.
L’aviation représente environ 2,4 % des émissions mondiales de CO2. Pendant longtemps, les scientifiques ont cherché un moyen d’électrifier les voyages en avion et d’éliminer ces émissions.
Mais la technologie actuelle des batteries ne fonctionne que pour certains avions plus légers comme les drones. Il ne fournit pas assez de puissance ou d’autonomie pour les avions de passagers, ce qui signifie qu’ils sont rares et peu utilisés.
Les batteries lithium-ion, qui sont utilisées pour les voitures électriques et les appareils personnels, ne répondent pas non plus aux normes de sécurité nécessaires pour être utilisées dans l’aviation. Leur inflammabilité est la raison pour laquelle vous ne pouvez pas mettre d’objets tels que des ordinateurs portables ou des téléphones dans vos bagages enregistrés lorsque vous voyagez.
Ainsi, pour faire décoller les vols électriques, une solution différente est nécessaire. C’est là qu’interviennent les recherches de la NASA.
Qu’est-ce qu’une batterie à semi-conducteurs et comment pourrait-elle alimenter un avion ?
L’agence spatiale américaine a développé une technologie qui n’utilise pas de produits chimiques électrolytiques liquides – le principal problème de sécurité de nombreuses batteries. Ces substances peuvent subir une réaction en chaîne qui les fait chauffer, réagir davantage en raison de la chaleur et éventuellement s’enflammer.
Le projet SABERS (Solid-state Architecture Batteries for Enhanced Rechargeability and Safety) de la NASA travaille sur une alternative : les batteries à semi-conducteurs. Non seulement ils ont la puissance et l’efficacité nécessaires pour les avions, mais ils conservent une structure solide même lorsqu’ils sont endommagés, ce qui signifie qu’ils ne prennent pas feu.
Un prototype de batterie au soufre et au sélénium développé par le projet produit 500 wattheures d’énergie par kilogramme de batterie. C’est le double de la densité d’énergie d’une batterie lithium-ion standard.
Les aéronefs ont également besoin de leur source d’alimentation pour décharger rapidement de l’énergie. Les scientifiques de la NASA utilisent l’analogie d’une batterie comme un seau. Son énergie ou sa capacité est la quantité que le seau peut contenir tandis que sa puissance est la vitesse à laquelle il peut être vidé. Les avions électriques en auraient besoin pour décharger de l’énergie ou vider ce seau à une vitesse extraordinairement rapide.
Jusqu’à présent, ils ont fait des bonds en avant en augmentant ce taux de décharge d’un facteur 10 puis de 5 autres au fur et à mesure que les prototypes se sont améliorés.
Les chercheurs ont également découvert que leurs batteries à semi-conducteurs pouvaient résister à des températures deux fois plus élevées que les alternatives au lithium-ion. Une conception légère aide à emballer plus de puissance dans moins d’espace.
« Non seulement cette conception élimine 30 à 40 % du poids des batteries, mais elle nous permet également de doubler, voire de tripler l’énergie qu’elles peuvent stocker, dépassant de loin les capacités des batteries lithium-ion considérées comme l’état de l’art. art », a déclaré Rocco Viggiano, chercheur principal pour SABERS, dans un communiqué de presse l’année dernière.
Les avions à batterie pourraient-ils bientôt devenir une réalité ?
Les batteries à semi-conducteurs sont toujours en cours de test et, par conséquent, leur création coûte incroyablement cher. Ils devraient également être testés de manière approfondie avant d’être autorisés à être utilisés sur des vols commerciaux.
Cela signifie qu’il pourrait s’écouler beaucoup de temps avant de voir la technologie réellement utilisée. Mais les récentes percées de la NASA dans l’augmentation du taux de décharge des batteries à semi-conducteurs ont supprimé certains des obstacles qui se dressaient auparavant sur le chemin des avions électriques.
