Les batteries de demain

Le foisonnement scientifique lié au stockage de l’énergie est sans précédent. Les batteries sont au cœur de notre société connectée et les utilisateurs demandent toujours plus de performances. Aujourd’hui, la suprématie de la technologie lithium-ion est incontestée. Elle alimente nos portables, nos voitures et nos objets du quotidien. Cette technologie est le fruit d’innovations continues de la chimie au niveau des matériaux d’électrodes et des électrolytes. Le prix Nobel de chimie 2019 a d’ailleurs récompensé trois pionniers de la technologie Li-ion : J.B.  Goode-nough, M.S. Whittingham et A. Yoshino.

Cette chimie évolue en permanence, comme il en sera fait état dans ce numéro consacré aux batteries. L’engouement actuel pour la version tout-solide est notable et le Li-ion inspire des technologies dérivées plus éco-responsables, comme la technologie Naion qui, trente ans après son modèle, est à l’aube de la commercialisation.

Pour ce qui est du futur des batteries, l’intérêt des chimistes va se décaler des matériaux vers l’électrochimie pure pour améliorer les interfaces électrodes-électrolytes. Pourquoi ? Ce sont ces dernières qui gouvernent les performances en autonomie, en puissance, en durabilité et en vie calendaire. Le défi est de poids en raison de leur aspect dynamique. Tout aussi important sera le développement de batteries dites « intelligentes », via l’injection de fonctionnalités de diagnostic non intrusives, mais aussi d’autoréparation faisant appel à la chimie supramoléculaire.

Enfin, un autre défi sera le recyclage des batteries, trop souvent considéré comme un procédé artisanal sans grand intérêt. Ce domaine aspire pourtant à la mise au point de procédés chimiques innovants, simples et peu coûteux, afin de récupérer directement des électrodes et matières actives sans aller jusqu’à leur décomposition chimique. Ces nouveaux piliers de la recherche sont inscrits dans le projet européen Battery 2030+.

La chimie, par ses évolutions successives, restera encore pour de nombreuses années la pierre angulaire des innovations dans le domaine des batteries. Un avenir excitant, riche en défis, comme le montrera ce dossier, s’ouvre à nous et à une nouvelle génération de chimistes voulant œuvrer à un monde plus durable.