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Le future de la batterie durable : une initiative européenne (BATTERY 2030+)

Auteur : Actualité industrie  | Date : avril 03, 2020  | Catégories :        

La grande initiative de recherche européenne BATTERY 2030+ présente la feuille de route à long terme pour le développement de technologies de batteries durables pour une société du climat neutre de l'avenir.

Le passage à une société climatiquement neutre nécessite des changements fondamentaux dans la production et l'utilisation de l'énergie. Les batteries sont l'un des facteurs clés de cette transformation. Il doit être possible de les rendre durables, sûrs et abordables tout en atteignant des performances extrêmement élevées. Le Centre de recherche et développement Fachhochschule Kiel GmbH a contribué au développement de la feuille de route européenne de recherche et développement pour l'initiative BATTERY 2030+ et coordonne les contributions de Fraunhofer-Gesellschaft. « Nous recherchons et développons de nouveaux matériaux et technologies de batterie depuis plus de 25 ans. Notre savoir-faire en matière de matériaux et de fabrication est actuellement intégré dans plus d'une douzaine de projets communs nationaux et européens relatifs au développement de batteries. Par exemple, nous travaillons sur des composants pour batteries à semi-conducteurs et modernes, car des processus de recyclage sélectifs et efficaces », explique le Dr Henning Lorrmann, chef du centre de recherche et développement Fachhochschule Kiel GmbH

La feuille de route pour l'initiative BATTERY 2030+ a été élaborée dans le cadre d'un processus de consultation à l'échelle européenne. Il identifie trois principaux domaines de recherche pour accélérer le développement des futures générations de batteries. Un cadre important de la feuille de route est l'approche méthodologique et chimiquement neutre. L'initiative vise des technologies de batterie sûres, bon marché, durables et efficaces, la fourniture de nouveaux outils et méthodes de développement (assistés par ordinateur) ainsi que des technologies perturbatrices pour l'industrie européenne des batteries - et donc d'assurer le leadership technologique européen dans le domaine de cette nouvelle génération de batteries.

« BATTERY 2030+ ne consiste pas à développer une chimie de batterie spécifique, mais à utiliser les possibilités des technologies numériques telles que l'intelligence artificielle pour accélérer le processus de développement de futures batteries intelligentes et en réseau. Avec BATTERY 2030+, la conception et le développement de batteries entrent dans l'ère numérique », explique le professeur Kristina Edström, coordinatrice de l'initiative BATTERY2030 + et professeur de chimie inorganique à l'Université d'Uppsala.

Le développement de technologies de pointe nécessite des efforts et des approches de recherche multidisciplinaires et intersectorielles. L'Europe a le potentiel pour prendre l'initiative grâce à de solides communautés de recherche et d'innovation. « Afin d'inventer les batteries du futur en Europe, nous devons unir nos forces et trouver une approche coordonnée et collaborative qui unit l'industrie, les chercheurs, les décideurs politiques et le public derrière une vision commune telle qu'elle a été publiée dans le manifeste des batteries il y a un an a été présentée », a expliqué le Dr Simon Perraud, coordinateur adjoint de l'initiative BATTERY 2030+ et directeur adjoint au CEA-Liten. L'un des principaux objectifs de la batterie 2030+ est d'atteindre l'empreinte carbone la plus faible possible pour les batteries. Des matériaux extraits de manière durable, une meilleure efficacité des ressources matérielles et des fonctions plus intelligentes, des processus de fabrication plus respectueux de l'environnement et évolutifs pour des solutions de batterie abordables ainsi que des processus de recyclage et de retraitement plus efficaces devraient y contribuer.

Les trois thèmes de recherche les plus importants de la feuille de route sont donc:
  • Développement accéléré des interfaces et des matériaux
  • Intégration de fonctionnalités intelligentes
  • Faisabilité et recyclabilité en tant que zones transversales

Développement accéléré des interfaces et des matériaux

L'élément central de BATTERY 2030+ est le développement d'une plate-forme de développement numérique pour le développement accéléré des matériaux de batterie (Materials Acceleration Platform MAP). La redéfinition et l'accélération sont obtenues grâce à la combinaison de processus particulièrement puissants pour la synthèse et la caractérisation à haut débit avec le développement de matériaux assisté par ordinateur et l'analyse automatisée des données statistiques.

Sur cette base, BATTERY 2030+ développera une compréhension détaillée des interfaces électrochimiques sous la forme d'un "Battery Interface Genome BIG". Ces interfaces déterminent en grande partie les propriétés de chaque batterie. C'est pourquoi la compréhension et l'adaptation des mécanismes à l'interface sont essentielles pour des batteries sûres, durables et durables de l'avenir.

Intégration de fonctionnalités intelligentes

Même les meilleures batteries sont soumises à des processus de vieillissement et finiront par tomber en panne. Des facteurs d'influence tels que des températures extrêmes, des contraintes mécaniques, des exigences de performances excessives pendant le fonctionnement et d'autres processus de vieillissement ont un impact négatif sur les performances et la durée de vie de la batterie. Par conséquent, de nouvelles façons doivent être trouvées pour éviter la défaillance (prématurée) des batteries. La combinaison de capteurs et d'auto-guérison est donc un élément central de la feuille de route BATTERY2030 +.

Technologie de capteur :

Dans la batterie du futur, les réactions chimiques et électrochimiques seront surveillées directement dans la cellule de la batterie. De nouveaux concepts de capteurs vont émerger qui peuvent détecter les premiers stades de défaillance de la batterie ou les réactions secondaires indésirables qui conduisent au vieillissement rapide de la batterie.

Auto-réparant :

Des méthodes et des matériaux intelligents pour réparer les dommages à l'intérieur d'une batterie qui autrement entraîneraient une défaillance de la batterie peuvent rendre les batteries plus sûres, plus fiables et plus durables. Le développement et l'utilisation de ces matériaux deviendront pertinents pour les futures batteries.

Fabrication et recyclage

La fabricabilité économique et la recyclabilité des batteries sont des sujets transversaux importants qui sont développés en parallèle avec les trois principaux domaines du BIG, du MAP et de l'intégration des fonctions intelligentes. Lier les connaissances et les méthodes modernes de fabrication et de recyclage des batteries fera partie intégrante de la feuille de route BATTERY 2030+ dès le départ. Cela garantit que toutes les approches de recherche conduisent à de nouvelles batteries qui sont réellement productibles et recyclables, qui sont non seulement peu coûteuses mais aussi aussi neutres que possible sur le plan climatique.

Téléchargez la feuille de route BATTERY 2030+ "Inventer les batteries durables du futur": https://battery2030.eu/research/roadmap/

À propos de BATTERY 2030+:

BATTERY 2030+ est une initiative de recherche paneuropéenne à grande échelle qui permettra à l'Europe de prendre les devants dans la recherche et la technologie des batteries. L'objectif de l'initiative est de développer des batteries durables avec des performances ultra-hautes et intelligentes.

L'initiative fait partie de l'Alliance européenne de la batterie, lancée par Maroš Šefčovič, vice-président de la Commission européenne, en 2017. Il rassemble les parties prenantes les plus importantes dans le domaine de la recherche et de la technologie des batteries pour travailler sur des mesures concrètes, contribuer à la mise en œuvre du plan d'action européen pour les batteries et contribuer au Green Deal de l'UE et aux objectifs de durabilité de l'ONU, ainsi qu'au plan SET.

L'initiative BATTERY 2030+ a été lancée en mars 2019 et est actuellement soutenue par une action de coordination et de soutien (CSA) du cadre de recherche européen Horizon 2020. Il est basé sur une approche multidisciplinaire et intersectorielle et est soutenu à la fois par les entreprises et la science. Le noyau dur est composé de 17 organisations de neuf pays européens, chacune étant leader dans ses domaines de recherche. L'initiative est coordonnée par le professeur Kristina Edström, chimie inorganique à l'Université d'Uppsala. La participation de Fraunhofer-Gesellschaft, l'institution leader pour la recherche orientée vers les applications en Europe, est soutenue par Dr. Henning Lorrmann, Fraunhofer ISC, coordonnées Würzburg.

Source : Battery 2030+

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