Pour répondre aux besoins de stockage d’énergie à différentes fins, les spécialistes ont mis au point un dispositif à la pointe de la technologie. Il s’agit du supercondensateur. Il permet de stocker l’énergie pour offrir plus de puissance et une densité énergétique intéressante aux automobiles. Malgré ses avantages intéressants, il présente quelques points faibles remettant en question sa capacité à remplacer de façon efficace la batterie d’une automobile électrique ou celle des dispositifs comme l’éolienne.
Sommaire
Supercondensateur : de quoi s’agit-il réellement ?
Les supercondensateurs, de plus en plus plébiscités à l’ère de la mobilité électrique, sont perçus comme étant une alternative aux batteries. Contrairement à ces dernières, ils n’utilisent pas de réaction chimique, mais plutôt la charge statique pour stocker l’énergie. Ils sont un moyen de stockage de l’électricité constitué de deux électrodes (anode et cathode) séparées par un électrolyte.
Ces composants permettent le transfert, dans les deux sens, des ions pour produire du courant capable d’alimenter un moteur. La cathode est fabriquée avec des matériaux tels que le carbone activé, le graphène et les nanotubes de carbone. Quant à l’anode, elle est le plus souvent faite avec les éléments comme le carbone dur, les oxydes de titane, le silicium et l’étain.
Sous le nom de supercondensateur, on retrouve trois familles de solutions de stockage électrique :
- les pseudo-supercondensateurs,
- les EDLC (Electrochemical Double Layer Capacitors),
- les supercondensateurs hybrides.
Cette dernière famille est un mélange des deux premières. De façon générale, les supercondensateurs utilisent le mécanisme d’accumulation de charge électrostatique et celui d’oxydoréduction. Leur impact environnemental dépend principalement des matériaux utilisés dans leur conception. Ceux fabriqués avec du graphène sont plus nocifs que ceux utilisant le carbone activé. Il existe toutefois des modèles écologiques et performants fabriqués à base d’un composant du bois, la lignine. Cette dernière est combinée au dioxyde de manganèse pour créer un prototype d’une capacitance 900 fois plus élevée que celle d’autres modèles disponibles sur le marché.
Le supercondensateur : est-il une alternative intéressante ?
Ce dispositif reste intéressant à bien des égards en raison de ses avantages, mais présente un défaut de taille à l’heure actuelle. Sa densité énergétique est, le plus souvent, faible. L’installer sur une voiture électrique par exemple risque de diminuer significativement l’autonomie de celle-ci. La densité énergétique d’une batterie de véhicule électrique est supérieure à celle du supercondensateur de plus d’une centaine de Wh par kg.
Pour obtenir le même niveau d’autonomie, ce dernier doit peser jusqu’à 50 fois plus lourd. Vu sous cet angle, peut-on envisager de remplacer les batteries par ces solutions modernes de stockage d’énergie ? Répondent-elles vraiment aux besoins des utilisateurs ? Un dispositif 50 fois plus lourd pour une même autonomie n’aurait-il pas un impact environnemental plus important ? Ce sont autant de questions que vous devez vous poser pour prendre en considération certains enjeux.
Un supercondensateur confère par exemple une meilleure capacité d’accélération aux véhicules électriques qui en sont dotés. Le temps de recharge est également réduit de façon considérable, ce qui est particulièrement bénéfique pour les longs trajets.
Il représente aussi une bonne solution d’alimentation de secours pour assurer l’orientation des pales des éoliennes en cas d’urgence. En raison de sa puissance massique plus grande, il peut remplacer la plupart des condensateurs classiques. Certains modèles sont utilisés dans le domaine de l’automobile pour alimenter les auxiliaires du véhicule. D’autres sont utilisés pour assurer l’ouverture d’urgence des portes de véhicule de transport en commun.
Pour le moment, les supercondensateurs ne sont pas assez développés pour être considérés comme des alternatives, hormis pour les véhicules électriques. Ce dispositif reste cependant très intéressant et pourrait bien se développer à l’avenir.
