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L’hydrogène au secours des batteries

Le nombre croissant de fonctions rend les appareils mobiles multimédias de plus en plus gourmands en énergie. Du coup, les batteries classiques ne suivent plus.

Le constat est sans appel. Les premiers mobiles, qui ne géraient que la voix, ne consommaient pas plus de 1 watt tandis que les téléphones 3G actuels nécessitent environ 2 W, voire plus. Pire, la nouvelle génération d’appareils multimédias, à la fois baladeur MP3 et appareil photo, atteignent les 3 W et dépasseront les 5 W avec l’arrivée de nouvelles fonctions (GPS, Web, Wi-Fi, vidéo, etc. ) ! Votre mobile dernier cri voit alors son autonomie diminuer comme une peau de chagrin. Car les consommations augmentent mais les batteries actuelles, qui reposent sur la technologie lithium-ion, ne progressent en capacité que de 7 % à 10 % par an.Chercheurs et fabricants tentent donc de trouver d’autres moyens de fournir de l’énergie. Ainsi, le Liten (Laboratoire d’innovation pour les technologies des énergies nouvelles et les nanomatériaux, une division du Commissariat à l’énergie atomique) s’est associé depuis 2005 avec le fabricant STMicroelectronics pour concevoir une micropile à combustible. Cette dernière, fabriquée avec des nanomatériaux, génère du courant à partir de l’oxygène de l’air et d’hydrogène provenant d’une cartouche. Les premiers résultats sont encourageants avec une densité d’énergie de 220 Wh/kg pour le premier prototype, conçu en 2007, et 300 Wh/kg actuellement, contre 180 Wh/kg pour une batterie lithium-ion.

Des cartouches à la ceinture

Mais la micropile à combustible n’aura d’intérêt que si elle n’est pas chère à fabriquer. Le défi sera de diminuer considérablement sa taille afin de placer le plus possible de piles sur une galette de silicium (wafer). Le Liten et STMicroelectronics ont atteint une densité de 500 mW/cm2, ce qui permet en théorie de concevoir une pile de 3 W d’une surface de seulement 6 cm2. Selon les chercheurs, cette densité devrait doubler d’ici à deux ans. Ce qui augmenterait le rendement de chaque wafer et en diminuerait le coût de fabrication.Voilà pour le principe. Sur le plan industriel, STMicroelectronics a réalisé, l’année dernière, un premier prototype d’une puissance de 1 W, et un modèle de 2,5 W est prévu pour 2010. Ce dernier, dont la commercialisation serait assurée par Uniross, se présente sous la forme d’une petite sacoche (environ 13 x 13 x 10 cm) qui se porte à la ceinture, dans laquelle on insère le téléphone mobile. La sacoche contient également la cartouche à hydrogène, fabriquée par Bic. STMicroelectronics prévoit une pile de 5 W intégrée dans le téléphone à l’horizon 2012. La cartouche viendrait se connecter directement au mobile. Les fabricants seraient prêts, selon le fondeur, à augmenter la taille de leurs téléphones pour avoir plus d’autonomie.Dans un premier temps, la pile à combustible ne remplacera pas la batterie, mais agira comme complément, car il s’agit d’un système électrochimique ‘ lent ‘. Elle fournira la puissance moyenne des appareils tandis que les pics de consommation (demandes immédiates d’énergie comme lors de l’utilisation du flash) seront pris en charge par la batterie lithium-ion. Une cartouche à hydrogène de la taille d’un briquet devrait éviter trois à cinq recharges de batterie, ce qui équivaut à un gain d’autonomie d’environ une semaine pour les téléphones multimédias en utilisation intensive.

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François Bedin