L'avenir des batteries semble absolument incroyable. Il y aura plus de capacité (ce qui signifie plus de portée) dans le même espace et un temps de recharge d'environ cinq minutes.
Votre station Chevron locale deviendrait un point de recharge ChEVron (voir ce que j'y ai fait). Les véhicules électriques (VE) seraient plus légers, moins chers et reprendraient la route aussi rapidement qu'une voiture à essence. La source de toute cette magie, ce sont les batteries à semi-conducteurs, et elles vont changer le monde. Sauf que ne retenez pas votre souffle en attendant un dans une voiture de si tôt.
Tous les quelques mois, une entreprise, parfois un grand constructeur automobile, informe le monde que les batteries à semi-conducteurs sont à nos portes. C'est comme si nous étions toujours à environ cinq ans d'une percée significative. Dans une annonce massive, tout ce que nous savons sur les véhicules électriques va changer du jour au lendemain, et ce véhicule électrique dans votre entrée sera l'équivalent à quatre roues du lecteur de CD portable, usurpé par l'iPod des voitures.
L'avenir est… plus tard
Deux nouvelles de ce type ont fait le tour ces deux dernières années. Toyota a annoncé qu'il aurait un prototype de véhicule à semi-conducteurs sur la route en 2025, tandis que Samsung a dévoilé une batterie d'une autonomie de 500 miles.
Le hic avec cette percée de Samsung, c'est qu'elle ne peut être rechargée que 1 000 fois. Cela signifie qu'il durera peut-être trois ans pour un conducteur quotidien. Personne ne veut une voiture qui dure trois ans avant de devoir remplacer le composant le plus cher.
Ce n'est certainement pas prêt pour le grand public, mais ces 1 000 charges sont une excellente nouvelle pour la recherche sur les batteries à semi-conducteurs. Le plus gros problème avec ces batteries est que, même si elles se rechargent rapidement et sont incroyablement denses, elles ne durent pas très longtemps.
Il s'agit des anodes au lithium métal dans les batteries. Pendant les cycles de charge et de décharge, ils développent de minuscules petits cristaux appelés dendrites qui creusent de minuscules trous dans l'électrolyte et provoquent des courts-circuits qui tuent la batterie.
Pour la plupart d'entre nous, la réalité est que les véhicules électriques sur la route aujourd'hui et disponibles dans les prochaines années feront 95 % des choses que nous avons besoin d'une voiture/camion/SUV/ou fourgonnette pour faire.
À l'heure actuelle, toutes les entreprises essaient de trouver comment créer une batterie à semi-conducteurs qui offre tous les avantages exceptionnels de la technologie sans que les minuscules cristaux ne détruisent l'électrolyte. La recherche est en cours, et même si nous pourrions voir une voiture à batterie à semi-conducteurs sur la route, cela ne signifie pas que nous allons en voir une dans la salle d'exposition locale dans un an ou deux.
Qualité automobile
Malheureusement, ce n'est pas ainsi que la technologie fonctionne dans le monde automobile. Pour être juste, ce n'est pas ainsi que la technologie fonctionne, même dans le monde des smartphones et des ordinateurs. Un nouveau matériel prend des années, parfois des décennies, à se perfectionner avant que quelqu'un monte sur scène et impressionne le public avec la prochaine grande nouveauté.
Pour le monde, il semble que tout a changé en un instant, mais les ingénieurs et les scientifiques derrière cette nouvelle chose ont probablement passé trop de soirées et de week-ends loin de leurs amis et de leur famille pour que votre vie soit un un peu mieux grâce à une mise à niveau matérielle de votre smartphone.
Une grande partie de ce temps est consacrée à s'assurer que le nouveau matériel fonctionne comme prévu et qu'il est sûr. Une petite erreur dans l'exécution ou la fabrication d'un élément matériel peut signifier qu'un appareil tombe en panne ou, pire encore, qu'il n'est pas sûr.
Les problèmes sont aggravés par la nécessité de fabriquer des articles "de qualité automobile". Tout ce qui entre dans un véhicule doit subir une série intense de tests de résistance et de longévité. Ces composants doivent être capables de résister à une chaleur torride, à des températures inférieures à zéro, à des centaines de milliers de kilomètres de vibrations, à l'eau, à la poussière, au café renversé, aux collisions, aux insectes… vraiment tout ce que vous pouvez imaginer qui puisse arriver à un véhicule.
Mise à l'échelle
Ensuite, tous ces éléments individuels doivent être placés dans un véhicule de test et testés à nouveau pour voir comment ils interagissent avec d'autres composants. Après tout ce qui est fait, vous devez en construire beaucoup, comme le souligne Eli Leland, co-fondateur et directeur de la technologie de Voltaiq, une société qui développe des logiciels pour évaluer la santé des batteries des véhicules électriques, entre autres.
Les batteries à semi-conducteurs ont fait des progrès impressionnants, mais ces technologies sont encore dans plusieurs années avant d'être intégrées dans des véhicules de production, au minimum. Une fois que vous avez une conception de cellule complète et à grande échelle, cela prend encore plusieurs années pour qualifier une batterie pour un véhicule à la lumière des exigences de garantie exigeantes pour les groupes motopropulseurs automobiles », a déclaré Leland à Lifewire dans un e-mail.
"Pour quelque chose d'aussi nouveau qu'une batterie à semi-conducteurs, vous vous attendez à quelques itérations, et ces cycles d'ingénierie s'additionnent. La technologie est cependant très prometteuse, et vous êtes susceptible de voir les batteries à semi-conducteurs dans les applications grand public telles que les appareils portables ou l'électronique mobile bien avant qu'elles ne se transforment en voiture."
Alors oui, l'état solide arrive, et ça va être merveilleux. Mais cela va aussi durer longtemps, et entre-temps, les progrès des batteries lithium-ion se poursuivent, et les véhicules alimentés par cette technologie deviendront plus denses et se rechargeront plus rapidement au fil du temps.
Pour la plupart d'entre nous, la réalité est que les véhicules électriques sur la route aujourd'hui et disponibles dans les prochaines années feront 95 % des choses dont nous avons besoin d'une voiture/camion/SUV/ou fourgonnette. Alors oui, regardez vers l'avenir, mais pas au prix de passer à côté de ce qui se passe en ce moment. Si vous faisiez cela avec des téléphones, vous auriez toujours un Nokia dans votre poche.
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