fr.wedoany.com Rapport : La start-up américaine Air Energy a obtenu des financements pour produire à grande échelle des batteries lithium-air solides, une technologie qui pourrait multiplier par trois ou quatre les performances des drones et alimenter des avions régionaux électriques de plus grande taille.
Basée à Chicago, Air Energy collabore avec l'Illinois Institute of Technology dans le cadre du programme Joules-1K de l'Agence des projets de recherche avancée du Département américain de l'Énergie (ARPA-E) pour développer un module de batterie prototype de 1 kWh, visant une densité énergétique de 1 000 Wh/kg, soit environ trois à quatre fois celle des batteries lithium-ion traditionnelles. Ce programme de deux ans, dont la deuxième phase a été attribuée en janvier, compte l'équipe de l'Illinois Institute of Technology parmi les six équipes sélectionnées. Cette phase comprend des tests de vol sur drones.
Dans les batteries lithium-ion, les réactifs sont stockés à l'intérieur de la cathode et de l'anode. En revanche, les batteries lithium-air utilisent une anode en lithium métallique, et le réactif cathodique provient de l'oxygène atmosphérique, sans nécessiter de stockage interne, ce qui réduit le poids et permet d'atteindre une densité énergétique au niveau des cellules de 1 000 à 2 000 Wh/kg, contre 260 à 340 Wh/kg pour les batteries lithium-ion traditionnelles. Le mécanisme de stockage d'énergie des batteries lithium-air repose sur la formation de liaisons covalentes entre le lithium et l'oxygène, un processus réversible permettant la recharge de la batterie. Selon Mohammad Asadi, cofondateur et directeur technique, le lithium et l'oxygène peuvent se combiner de trois manières : transfert d'un électron pour former du peroxyde de lithium, transfert de deux électrons pour former du superoxyde de lithium, et transfert de quatre électrons pour former de l'oxyde de lithium.
La batterie lithium-air solide d'Air Energy utilise un électrolyte solide composite céramique-polymère, permettant une réaction d'oxydoréduction à quatre électrons. Asadi explique qu'avec un transfert de quatre électrons, davantage d'énergie peut être stockée dans le même volume, ce qui augmente la densité énergétique. L'électrolyte solide est plus sûr que les électrolytes liquides inflammables utilisés dans les batteries lithium-ion, et sa structure empêche la formation de dendrites de lithium et l'emballement thermique.
Le projet de première phase de Joules-1K, d'un montant de 1,5 million de dollars, a permis à l'équipe de l'Illinois Institute of Technology de démontrer une densité énergétique de 1 000 Wh/kg au niveau des cellules et 1 000 cycles de charge-décharge limités en capacité. La deuxième phase, dotée d'un contrat de 3,2 millions de dollars, vise à développer des batteries souples prototypes pour drones. Les partenaires du projet incluent le Rocky Mountain National Laboratory et le RTX Technology Research Center.
En incluant les équipements auxiliaires au niveau du module, la densité énergétique actuelle des modules de batterie est d'environ 700 Wh/kg. L'objectif de Joules-1K est d'atteindre 1 000 Wh/kg au niveau du module. Asadi indique que l'entreprise a une feuille de route pour atteindre l'objectif de 2 000 Wh/kg à l'avenir.
Air Energy a finalisé un tour de table de financement en amorçage sursouscrit, mené par Resolute Venture Partners, un investisseur précoce dans SpaceX et Tesla. Benjamin Drake, cofondateur et directeur général, explique que l'objectif de la deuxième phase est de passer à l'échelle technologique. L'entreprise adopte une approche de conception axée sur la fabrication, met en place une ligne de production de prototypes en phase de recherche et développement précoce, et réduit les risques liés au procédé rouleau à rouleau afin de rendre la technologie compatible avec les équipements de fabrication de batteries traditionnels. L'entreprise prévoit d'établir une ligne de production pilote à Chicago, peut-être au sein du Centre national de cybersécurité manufacturière MxD, et estime que cette capacité de fabrication pilote sera opérationnelle en 2027.
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