Le calcium au lieu du lithium : des piles à haute capacité et durabilité possibles

Les terres rares sont chères, ce qui ne devrait pas changer de sitôt avec la généralisation des smartphones, des voitures électriques et des systèmes de stockage d'énergie domestiques.

Le calcium et l'oxygène, ou, en combinaison, l'oxyde de calcium ou le peroxyde de calcium, sont parmi les éléments les plus courants. On les trouve pratiquement partout sur la planète. Le peroxyde de calcium est également présent dans le chewing-gum et le dentifrice, dans les produits de boulangerie et dans le caoutchouc.

Comme le métal léger qu'est le calcium a un rayon atomique plus grand et une liaison moléculaire plus forte que le lithium, par exemple, des problèmes se posent dans des conditions normales qui empêchent son utilisation pratique.

Bien que ces piles aient une densité énergétique élevée, elles ne peuvent être rechargées que quelques fois à température ambiante et ne conviennent donc pas à un usage quotidien.

Des chercheurs chinois ont réussi à éliminer de manière impressionnante cet inconvénient d'une batterie calcium-oxygène et à recharger un nouveau modèle 700 fois.

Au lieu de l'oxyde de calcium, qui ne peut être décomposé qu'au prix de grands efforts, ils ont utilisé du peroxyde de calcium, dont la liaison est nettement plus faible. Un électrolyte spécialement adapté a également été nécessaire.

Mais le clou du spectacle, ce sont les nanotubes de carbone recouverts de calcium. Ce minuscule tube se trouve dans l'électrolyte et est à son tour entouré d'un autre nanotube, qui forme la cathode.

Lors de l'expérience, il a été possible de charger un smartphone avec cette batterie souple, qui a de nouveau été tissée dans un tissu respirant.

L'ensemble du système est encore en phase expérimentale. L'une des critiques est que le chargement est très inefficace. La puissance requise pour le chargement est donc nettement supérieure à la capacité finalement disponible.

Pourtant, il a été possible de construire une batterie durable qui se compose presque exclusivement de matériaux largement disponibles et peu coûteux.