Laboratoire NUS pour construire rapidement

SINGAPOUR - Une installation de l’Université nationale de Singapour (NUS) développe des batteries qui devraient permettre à un véhicule électrique (VE) d’être complètement chargé dans le temps qu’il faut pour pomper de l’essence dans une station-service.

Fabriquées à partir du niobium métallique, ces batteries devraient durer une décennie de plus que celles qui alimentent les véhicules électriques aujourd’hui, et peut-être durer plus longtemps que le véhicule lui-même.

Les batteries à charge rapide font partie des projets clés d’une nouvelle installation NUS innovante de 5 millions de dollars – soutenue par la National Research Foundation – qui a été officiellement inaugurée le 22 mai.

Il marque l’entrée de la NUS dans la course à la création de la prochaine génération de batteries, car les batteries lithium-ion sont actuellement rares dans un contexte de boom de l’énergie électrique.

Le laboratoire a été lancé en collaboration avec la société brésilienne CBMM, premier fournisseur mondial de niobium, pour développer des batteries à charge rapide d’une durée de vie de 30 ans.

L’installation permet aux développeurs de construire et de tester toutes les pièces de leur prototype de batterie sur un seul site au lieu de faire le tour de plusieurs fabricants pour développer chaque pièce de batterie, a déclaré le professeur Antonio H. Castro Neto, directeur du Centre for Advanced 2D Materials (CA2DM) de la NUS.

Le centre abrite la nouvelle installation – le laboratoire avancé de batteries CBMM-CA2DM.

Les fabricants peuvent utiliser une foule d’outils de test de batterie, tels qu’un four pour cultiver de nouveaux matériaux et des scanners à rayons X pour étudier les propriétés des éléments utilisés.

Le laboratoire dispose également d’une salle sèche – où l’humidité est maintenue à 1 % – et d’une chambre sans oxygène pour les tests de batterie, ainsi que d’une salle à l’épreuve du feu où la durabilité des prototypes peut être testée en toute sécurité.

« Le projet est vraiment une ligne pilote pour la production de batteries », a déclaré le professeur Castro Neto.

« Ce n’est pas une installation à grand volume comme une gigafactory ; L’idée est de produire suffisamment de batteries pour que les fabricants tiers puissent les tester, les examiner pour la première fois et les faire approuver pour une utilisation sur le marché.

L’installation est ouverte aux fabricants de batteries approuvés et aux entreprises désireuses de développer des batteries de nouvelle génération, a déclaré le professeur Castro Neto.

Il a ajouté que chaque projet sera examiné par un groupe de scientifiques, qui doivent être convaincus que le projet est vraiment innovant plutôt que d’apporter une amélioration progressive aux batteries déjà disponibles.

Le centre mise d’abord sur les batteries au niobium-graphène, qui combinent la structure moléculaire résistante du niobium avec la conductivité électrique du graphène, a déclaré Rogerio Ribas, responsable mondial des batteries chez CBMM.

Au cours des quatre dernières années, CBMM a vendu du niobium pour améliorer la durabilité des batteries utilisées dans l’électronique comme les scooters électriques et les outils électriques, a déclaré M. Ribas.

La société vise maintenant à rendre la technologie plus pratique et plus durable, avec un prototype de batterie au niobium-graphène qui devrait être produit en 2024.

La structure du niobium est plus résistante aux contraintes pendant la charge de la batterie, ce qui prolonge la durée de vie de la batterie et l’empêche de surchauffer, a déclaré M. Ribas.

Une fois prêtes, les batteries au niobium peuvent être chargées au moins 10 000 fois, tout en conservant environ 80% de leur capacité de démarrage, a-t-il déclaré. Cette projection est jusqu’à cinq fois plus élevée que ce dont les batteries de véhicules électriques standard sont aujourd’hui capables.

« Si vous avez une batterie qui dure plus longtemps, vous n’avez pas besoin de remplacer et d’apporter de nouveaux matériaux sur le marché », a déclaré M. Ribas.

La société vise à développer des batteries de voiture qui peuvent se recharger complètement en 10 minutes – environ trois fois plus rapidement que les dernières cellules de charge rapide trouvées dans les véhicules électriques aujourd’hui – tout en gardant les batteries durables et sûres à utiliser.

M. Ribas a ajouté qu’il reste à voir combien de temps chaque charge durera sur une batterie construite au niobium, mais les capacités de charge rapide signifieront que des batteries plus petites pourront servir plus de véhicules.

Ces batteries font partie de plusieurs cellules de nouvelle génération en lice pour offrir une alternative plus durable à la production de batteries lithium-ion, qui produisent des déchets toxiques lorsqu’elles sont jetées.

Les scientifiques de l’Université technologique de Nanyang (NTU) grillent du papier usagé dans des blocs de carbone pour les pièces de batterie. Un autre projet de la NTU est le pionnier de l’utilisation d’écorces de fruits pour aider à décomposer les piles usagées.

NUS est également en train de créer une batterie à semi-conducteurs sans liquides inflammables à l’intérieur.

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