Pionniers de l’innovation : la batterie qui a transformé le monde

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Si vous lisez ceci sur votre téléphone, tablette ou ordinateur portable, vous devriez probablement remercier le DM. Stanley Whittingham. Dans les années 70, le DWhittingham travaillait au laboratoire de recherche d’ExxonMobil à Clinton, dans le New Jersey, lorsqu’il a créé les tout premiers modèles d’une technologie foncièrement nouvelle : la batterie rechargeable lithium-ion.

Le DWhittingham a remporté le prix Nobel de chimie 2019 pour cette découverte révolutionnaire aux côtés du DJohn Goodenough de l’Université du Texas, à Austin, et du DAkira Yoshino de l’Université Meijo, à Nagoya, au Japon. Aujourd’hui, le DrWhittingham est un éminent professeur de chimie et de science des matériaux à l’Université de Binghamton, à New York.

Lorsqu’il était encore à l’université, ses recherches ont posé les bases du développement de la batterie rechargeable lithium-ion. Lui et son équipe ont notamment découvert que lorsque les ions lithium sont entourés de plaques de sulfure de titane, ils peuvent faire des va-et-vient entre les contacts positifs et négatifs, créant de l’électricité.

Les batteries lithium-ion « ont ouvert la voie à une révolution technique » affirme Sara Snogerup Linse, professeure de chimie physique à l’Université de Lund, en Suède, et membre du comité Nobel de chimie.

Les batteries rechargeables étaient déjà en circulation depuis plusieurs dizaines d’années lorsque le DWhittingham a proposé pour la première fois sa nouvelle version. Les batteries de l’époque, avec des accumulateurs au plomb, étaient assez volumineuses, comme celles encore utilisées aujourd’hui sur de nombreux véhicules. Et même si les piles zinc-carbone jetables qui alimentent votre télécommande étaient déjà très répandues, les remplacer après chaque recharge d’un appareil gourmand en énergie comme un ordinateur était considéré comme peu pratique  et onéreux.

Des premières recherches avait envisagé l’utilisation du lithium, un métal hautement réactif, pour stocker de l’énergie, mais le DWhittingham fut le premier à comprendre comment provoquer cette réaction à température ambiante, sans risquer l’explosion. Sa conception employait à l’origine du sulfure de titane, un matériau à 2,5 V, et l’ingénieux système d’intercalation (insertion réversible d’ions) a posé les bases des batteries lithium-ion modernes.

En 1980, le DWhittingham a travaillé également avec le lauréat du prix Nobel, John Goodenough, à l’Université du Texas, à Austin, pour perfectionner son idée en utilisant des oxydes métalliques et des matériaux à 4 V. En se basant sur leur travail, le DYoshino a pu développer au Japon la première batterie lithium-ion à usage commercial.

La technologie lithium-ion à haute densité énergétique alimente désormais les ordinateurs portables, les tablettes, les téléphones mobiles et la plupart des voitures électriques. Elle permet même à des avions fonctionnant à l’énergie solaire comme le Solar Impulse 2, qui a battu des records, de continuer à voler après le coucher du soleil. Les réseaux électriques reposant sur des sources d’énergie imprévisibles comme le vent ou le soleil commencent aussi à utiliser d’énormes batteries lithium-ion pour stocker de l’énergie en prévision des périodes où la demande dépasse la production.

Les docteurs Whittingham, Goodenough et Yoshino se sont appuyés sur leurs travaux respectifs pour faire de leur idée avant-gardiste une innovation qui a métamorphosé la façon dont le monde utilise et stocke l’énergie.

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