La Chine porte le coup final à Tesla : il s'agit de sa nouvelle batterie à hydrogène avec une autonomie jamais vue

La course au stockage de l’électricité sans émissions vient d’ajouter un acteur inattendu. Une équipe de l'Institut de physique chimique de Dalian, de l'Académie chinoise des sciences, a construit la première batterie à hydrogène rechargeable à l'état solide qui fonctionne à température ambiante. L'avancée, décrite dans la revue Nature, amène enfin une idée théorique à un prototype réel, bien qu'encore en laboratoire.

Au lieu d’ions lithium, cet appareil utilise des ions hydrures, c’est-à-dire des atomes d’hydrogène chargés négativement. Cela peut paraître exotique, mais cela présente un avantage important selon les auteurs. L'hydrogène en tant que porteur de charge pourrait empêcher la formation de dendrites métalliques, ces aiguilles qui endommagent l'électrolyte, raccourcissent la durée de vie de la cellule et peuvent provoquer des courts-circuits.

Le gros goulot d’étranglement était l’électrolyte solide. Il devait être stable tout en permettant un passage rapide des ions hydrure. L’équipe résout ce problème avec une structure de type noyau et coque. Au centre, ils placent un hydrure de cérium hautement conducteur et autour d'une fine couche d'hydrure de baryum stable. Le composé 3CeH3@BaH2 maintient une bonne conduction ionique à température ambiante et devient un supraconducteur ionique au-dessus d'environ 60 degrés.

Avec cet électrolyte comme cœur, les chercheurs ont assemblé la cellule CeH2|3CeH3@BaH2|NaAlH4. Lors des tests, l'électrode positive a atteint une capacité de décharge proche de 984 mAh par gramme et a conservé environ 402 mAh par gramme après 20 cycles. En configuration empilée, le système délivrait environ 1,9 volts et allumait une petite lampe LED jaune. Autrement dit, cela fonctionne déjà en dehors du papier.

Qu’est-ce que cela signifie pour un monde qui veut plus d’énergies renouvelables et moins de CO2 ? Dans une large mesure, cela ouvre une nouvelle voie pour le stockage stationnaire et pour les futures batteries de mobilité électrique. Si cette famille de technologies prospère, elle pourrait contribuer à une diversification au-delà du lithium et d’autres métaux critiques et donner un peu de répit aux chaînes d’approvisionnement très sollicitées et, par ricochet, à la facture d’électricité dans un système plus stable.

Cependant, l’étude elle-même souligne qu’il s’agit d’une preuve de concept. Vingt cycles, c’est très peu comparé aux centaines ou milliers requis par une batterie commerciale. Il reste à démontrer la stabilité à long terme, à augmenter la production, à ajuster les coûts et à concevoir des boîtiers de cellules capables de fonctionner à des tensions plus élevées. L’horloge climatique tourne vite, mais l’ingénierie des matériaux avance à son propre rythme.

Dans l’ensemble, ces travaux mettent les batteries à hydrogène sur la carte et indiquent une direction prometteuse pour stocker une énergie propre avec moins de risques pour la sécurité.

L'étude scientifique complète a été publiée dans la revue Nature.

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