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Batterie au graphène : caractéristiques, avantages et inconvénients

 
Par Sandra Ropero Portillo, Environnementaliste. 4 novembre 2021
Batterie au graphène : caractéristiques, avantages et inconvénients

Les batteries au graphène pour voitures électriques peuvent révolutionner la conception qu'on a du futur du monde de l'automobile. Le graphène est une monocouche d'atomes de carbones qui sont emballés de manière hexagonale et serrés dans un réseau bidimensionnel.

La haute qualité du cristal bidimensionnelle fait que le graphène présente de grandes propriétés électroniques, raison pour laquelle il est présentement étudié en profondeur pour l'application de batteries lithium-ion. Ainsi, une source d'énergie propre et renouvelable est créée, qui pourrait remplacer les combustibles fossiles.

Si vous voulez tout savoir sur les caractéristiques du graphène et quels sont ses avantages et inconvénients, continuez la lecture de cet article Batterie au graphène : caractéristiques, avantages et inconvénients de ProjetEcolo dans lequel on vous explique tout !

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Caractéristiques du graphène

La science avance et chercher à s'adapter aux exigences et aux besoins sociétaux. La recherche sur les batteries de graphène permettrait une possible transition écologique, car elles pourraient substituer les énergies fossiles. Certaines des caractéristiques des batteries au graphène sont :

  • Densité énergétique : ce type de batterie permet d'obtenir une densité énergétique plus importante que les batteries de lithium. En d'autres termes, elle permet de stocker bien plus d'énergie.
  • Vitesse de charge : les batteries de graphène ont besoin de moins de temps de charge. Avec ce type de batterie, en environ 10 mn, il est possible de charger un véhicule électrique ou un téléphone mobile.
  • Sécurité : l'utilisation de ces batteries est plus sûre, car elles n'utilisent pas d'électrolytes liquides. Sont ainsi réduits les risques d'explosion.
  • Flexibilité : grâce à la composition hexagonale des atomes de carbone, le graphène est très flexible et fin, ce qui lui permet de s'adapter aux conditions requises.
  • Durée de vie et stabilité : le graphène offre une stabilité structurelle qui fait que le volume de l'anode de ce type de batterie ne change pas chaque fois qu'un cycle de charge et de décharge a lieu. Par conséquent, la durée de vie des batteries au graphène est beaucoup plus longue que celle des autres matériaux.
  • Améliore l'environnement : les batteries au graphène peuvent être d'une grande aide pour la transition écologique. Le fait qu'elles ne doivent pas être remplacées aussi souvent est déjà un point positif en termes d'environnement. En outre, le graphène peut produire de l'énergie lorsqu'il est exposé à la lumière du soleil, il figure donc également sur la liste des énergies vertes. Il convient d'ajouter qu'une fois utilisé dans le secteur automobile, il pourrait remplacer les combustibles fossiles. Découvrez-en plus sur l'énergie solaire !
Batterie au graphène : caractéristiques, avantages et inconvénients - Caractéristiques du graphène

Avantages des batteries au graphène

Les principaux avantages des batteries au graphène sont :

  • La densité énergétique de ces batteries sera bien plus élevée.
  • Le temps de charge sera réduit, car les cycles de charge seront 100 fois plus rapides que ceux que nous connaissons aujourd'hui.
  • Elles sont plus fiables en terme de sécurité.
  • Elles pèsent bien moins et elles permettent d'économiser jusqu'à 30% d'espace.
  • Elles donneront aux véhicules électriques une autonomie allant jusqu'à 800 kilomètres.
  • Leur durée de vie sera jusqu'à 4 fois supérieure à celle des piles au lithium.

Inconvénients des batteries au graphène

Même si les batteries au graphène offrent de nombreux avantages, elles ont aussi leurs inconvénients. En voici une liste :

  • Le graphène n'est pas un matériau magique : les chercheurs à l'origine de l'étude du graphène tentent de découvrir toutes les potentialités de ce matériau. Cependant, tout ce qu'ils découvrent n'est pas appliqué dans la pratique.
  • Difficulté pour les applications commerciales : Malgré toutes les recherches et plus de 6 000 articles scientifiques sur ce matériau, il n'existe toujours pas de produits sur le marché contenant ce matériau.
  • Le graphène, un matériau instable : Le graphène est un matériau instable, ce qui signifie qu'il n'est pas facile à traiter et à travailler. Les opérations qui permettent de le travailler ne sont pas simples et elles demandent beaucoup de temps et un investissement économique important, c'est pourquoi toutes les entreprises ne sont pas capables ou désireuses d'investir.
  • Son entrée sur le marché se ralentit : le matériau a été négligé pendant des décennies, c'est-à-dire qu'il n'a pas suscité l'intérêt de la communauté scientifique pour être étudié. Le fait que les réserves de lithium s'épuisent a probablement poussé la recherche sur le graphène au premier plan.

Si nous avons évoqué les inconvénients, il ne faut pas oublier que le graphène est un matériau qui, à l'avenir, pourrait nous être d'un grand secours en étant utilisé dans un grand nombre d'appareils. Nous pourrions utiliser des batteries au graphène pour les motos électriques, les téléphones portables, les montres intelligentes et les bracelets d'activité, et même pour les voitures électriques.

Batterie au graphène : caractéristiques, avantages et inconvénients - Inconvénients des batteries au graphène

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Bibliographie
  • Mariscal, A. (2016). Estudio energético de las baterías de grafeno en vehículos eléctricos. Universidad de Jaén. Disponible en: http://tauja.ujaen.es/bitstream/10953.1/3438/1/TFG_Mariscal_Castilla_Alfonso.pdf
  • Lovesharing. (2019). Baterías de grafeno para coches eléctricos. Lovesharing. Disponible en: https://www.lovesharing.com/baterias-de-grafeno-para-coches-electricos/
  • Baterías de grafeno: usos y características de esta nueva tecnología. (2020). ESGRAF. Disponible en: https://www.esgraf.com.mx/baterias-de-grafeno-usos-caracteristicas/

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