Jusqu'à présent, nous connaissions les panneaux solaires pour alimenter durablement nos maisons, mais qu'en serait-il si une maison était alimentée par ses matériaux ? Des chercheurs du MIT ont découvert que les supercondensateurs pourraient alimenter une maison entière. Le professeur Franz-Josef Ulm, qui dirige le projet, vise à développer des solutions énergétiques durables et accessibles. Le projet se concentre sur l'utilisation de matériaux courants tels que le béton et le charbon de bois.
Dans un avenir proche, les maisons pourraient être équipées de colonnes en béton innovantes mélangées à du charbon de bois, permettant de stocker l'électricité et de la restituer aux besoins des occupants. Des chercheurs du MIT ont créé un supercondensateur fonctionnant comme une batterie , mais sans dégradation à l'usage. Fabriqué à partir de matériaux courants, il vise à stocker l'énergie renouvelable de manière économique et efficace.
Les concepteurs de supercondensateurs en béton envisagent déjà des applications encore plus remarquables pour cette technologie . Parmi celles-ci, on peut citer la recharge des véhicules électriques en marche et la garantie d'une alimentation électrique ininterrompue lors d'événements climatiques extrêmes.
Franz-Josef Ulm , chef de projet et professeur d'ingénierie au MIT , a déclaré : « Nous explorons actuellement les frontières de cette technologie et nous avons démontré son potentiel d'adaptation à grande échelle. L'association de ces deux matériaux pourrait constituer une solution de stockage d'énergie accessible à tous, partout. »
Working : un espace de travail commun
Contrairement à une batterie, un supercondensateur stocke l'énergie électrique directement dans un matériau conducteur , comme un électrolyte ou de l'eau salée, à la surface d'une électrode.
Ce matériau conducteur est séparé d'un matériau isolant, empêchant la libre circulation des électrons, comme dans un circuit . Il en résulte une accumulation, semblable à l'électricité statique qui se forme lorsqu'on frotte un ballon.
Le professeur Ulm explique : « C’est là que les merveilles de la chimie opèrent. Lorsqu’on mélange du ciment – qui aime l’eau, il est hydrophile – avec du noir de carbone [charbon de bois raffiné], qui déteste l’eau, alors le noir de carbone s’agglomère d’abord, puis cette même eau est consommée lors de la réaction d’hydratation » qui forme un béton solide.
« En conséquence de cette consommation, ces agglomérats se détachent et forment un réseau volumique au sein du matériau. Ce réseau volumique est omniprésent et, par conséquent, nous pouvons y stocker une quantité considérable de contre-charges provenant de la solution saline », a ajouté le professeur Ulm.
Voir aussi : Combien de panneaux solaires et de batteries faut-il pour alimenter une maison ?
Avantages du béton
Le béton est naturellement poreux et possède des pores qui lui permettent d'absorber facilement l'eau salée. Selon le professeur Ulm, cela est rendu possible grâce au fil de carbone qui le traverse. Entre les électrodes, en forme de disque, on dirait des biscuits Oreo, qui s'assemblent facilement pour former une pile.
Le béton et le charbon de bois sont des matériaux largement disponibles et présents partout dans le monde. Le béton, en particulier, est extrêmement populaire et consommé à grande échelle, se classant juste après l'eau. La polyvalence du béton est accrue par sa forme en poudre, qui permet d'adapter la conception des supercondensateurs à diverses applications, comme l'a souligné le professeur Ulm.
Le professeur Ulm a souligné que, contrairement à une batterie au lithium classique qui ne peut être chargée et déchargée que 300 à 500 fois , un supercondensateur peut l'être un nombre incalculable de fois sans perte d'efficacité . Ceci s'explique par le fait que les supercondensateurs n'ont pas besoin de convertir l'énergie d'une forme à une autre.
« Si chaque bâtiment était équipé d'un de ces supercondensateurs dans ses fondations ou ses murs, et que ces supercondensateurs étaient connectés au réseau énergétique, nous parlerions d'un véritable réseau intelligent, au sens où il impliquerait tout le monde. Chaque propriétaire contribuerait, par son bâtiment, à la transition énergétique », a déclaré le professeur Ulm.
Autres applications potentielles
Après avoir découvert que les supercondensateurs pouvaient alimenter une maison, Ulm et son équipe nourrissent de grandes ambitions pour leurs supercondensateurs en béton, qui vont bien au-delà du simple stockage d'énergie domestique. Face à l'essor du nombre de véhicules électriques, les préoccupations concernant les infrastructures de recharge et la limitation du kilométrage entre les recharges sont de plus en plus prégnantes.
Tandis que le professeur Ulm décrit les avantages des supercondensateurs, les chercheurs du MIT se concentrent sur le développement d'une route auto-rechargeable qui vise à recharger un véhicule électrique par induction électromagnétique, que ce soit à l'arrêt ou en roulant, tout comme on recharge un iPhone sans câble.
