Tendance technologique : Li

Les batteries au lithium-soufre aux performances améliorées, le fer comme carburant à utiliser sur Terre et sur la Lune et la farine de roche du Groenland comme moyen potentiel de capture du carbone sont sur le radar technologique de cette semaine.

La société australienne de technologie de batterie Li-S Energy a annoncé le développement de ses premières cellules de batterie à 20 couches utilisant la technologie de batterie au lithium-soufre semi-solide de troisième génération.

Les principaux avantages de la technologie que l'entreprise met en avant incluent une amélioration de 45 % de la densité d'énergie volumétrique atteignant 540 Wh/l, une densité d'énergie gravimétrique plus élevée de plus de 400 Wh/kg et une sécurité accrue grâce à l'utilisation d'un électrolyte à faible inflammabilité.

Cette performance est presque le double de la densité d'énergie gravimétrique et une densité d'énergie volumétrique comparable par rapport aux cellules lithium-ion actuelles, déclare la société. Ainsi, en termes pratiques, cela signifie que les cellules de batterie Li-S ont désormais la même taille que les batteries Li-ion existantes, mais la moitié du poids.

As-tu lu?Propositions d'orientation sur le contenu du passeport de la batterie pour l'EuropeDécarboniser l'industrie - le bon, le mauvais et le laid

Li-S prévoit que ses nouvelles cellules Gen3, qui tirent parti des nanotubes de nitrure de bore brevetés de la société et du Li-nanomesh dans la construction de la cellule, seront particulièrement intéressantes pour une utilisation dans les drones et d'autres applications d'aviation électronique - un marché dans lequel le La société est déjà établie et a estimé qu'elle dépassera 32 milliards de dollars par an d'ici 2035.

Dans les incendies de forêt, il est bien connu que le feu peut sauter d'un arbre à l'autre lorsque la température est suffisamment chaude pour la combustion - un phénomène connu sous le nom de combustion discrète qui se produit autrement rarement naturellement sur Terre.

Afin de comprendre le processus plus en détail, les scientifiques ont étudié la combustion de la poussière de fer dans l'environnement d'apesanteur de l'espace, où les particules de fer sont capables de flotter et de s'enflammer discrètement.

À partir de l'utilisation de l'imagerie à grande vitesse capturant le phénomène, ils ont produit des modèles montrant les conditions idéales pour brûler le combustible sur Terre - et à partir de là, il a été possible de construire des fours à fer pratiques.

L'avantage de la combustion du fer est dû à la chimie. Essentiellement, la combustion de carburant est le processus de transformation d'un matériau en ajoutant des atomes d'oxygène et avec le fer, le produit restant après la combustion est l'oxyde de fer ou la rouille. Cela peut facilement être collecté et traité pour éliminer l'oxygène et le restituer sous forme de fer. Ainsi, en utilisant de l'électricité provenant de sources durables, le fer pourrait devenir un combustible circulaire et recyclable à l'infini.

Une usine de démonstration utilisant le fer comme source de combustible est en service à Budel, près d'Eindhoven aux Pays-Bas, par la startup néerlandaise Metalot, qui peut produire 1 MW de vapeur dans une unité située dans un entrepôt.

À grande échelle, une telle centrale électrique en fer pourrait produire beaucoup plus d'énergie, mais la technologie pourrait également avoir un potentiel d'utilisation sur la Lune, a suggéré l'Agence spatiale européenne. En utilisant l'énergie solaire, des poudres d'aluminium et de silicium peuvent être produites à partir de minéraux lunaires, et l'hydrogène et l'oxygène peuvent être exploités à partir de la glace lunaire.

L'hydrogène peut ensuite être utilisé pour convertir la poussière lunaire riche en fer et en titane pour produire de l'eau et de la poudre de fer. Les poudres métalliques et l'oxygène de la glace d'eau peuvent être utilisés comme propulseurs pour les fusées ou le transport terrestre et le sous-produit de l'eau pourrait même être utilisé comme eau potable.

L'application de minéraux silicatés broyés sur les sols agricoles a été proposée comme méthode d'absorption de CO2 en améliorant le taux d'altération de ces minéraux par leur exposition aux acides du sol.

Mais une nouvelle étude menée par des chercheurs danois suggère que la farine de roche glaciaire, un matériau à grains fins formé à partir du sol rocheux lors du processus d'érosion glaciaire, peut être une alternative moins chère et plus pratique car elle est abondamment disponible et évite le besoin d'un broyage énergivore.

Comme les minéraux de silicate moulus, il a déjà été démontré que la farine de roche glaciaire améliore les rendements agricoles dans les sols altérés et déficients en éléments nutritifs. Cependant, les chercheurs danois ont découvert qu'il est également efficace pour séquestrer le CO2.

En utilisant de la farine de roche glaciaire du Groenland, les chercheurs ont découvert que, appliquée à un sol acide et sablonneux au Danemark, sur une période de trois ans, l'absorption estimée de CO2 était d'un ordre de grandeur similaire aux estimations antérieures pour le basalte moulu.

Les chercheurs notent que leur estimation ne tient pas compte des émissions dues à l'extraction, au transport et à l'application et que celles-ci devraient être soigneusement prises en compte pour garantir que l'absorption due aux intempéries l'emporte sur elles, bien qu'avec la décarbonisation progressive du transport, celles-ci soient susceptibles de devenir moins un facteur.

Environ 1 milliard de tonnes de farine de roche glaciaire sont déposées chaque année au Groenland. Pour les chercheurs, la principale question qui nécessite encore des recherches plus approfondies est la nécessité de "vérifier sur le terrain" leur protocole de calcul de l'absorption de CO2.