La mousse de graphène, un matériau prometteur pour maîtriser la température des batteries

26 août 2021 à 13h00
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Graphène © Shutterstock.com
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Bénéficier d'un isolant l'hiver et d'un conducteur l'été, tel est l'objectif de la recherche autour de la mousse de graphène pour les batteries des voitures électriques . L'enjeu est de protéger ce composant essentiel de potentielles dégradations liées aux températures.

Lorsque l'hiver est froid et que le thermomètre indique des températures négatives ou, durant l'été, que des pics de chaleur conduisent à dépasser les 45 degrés, la batterie peut se dégrader. Et la mousse de graphène pourrait bien pallier cela.

Le double rôle de la mousse de graphène

Dans les pays nordiques (et pas que) où la température descend fréquemment sous zéro degré l'hiver, tandis que dans les coins désertiques, on peut dépasser les 50 degrés, la préservation de la batterie des voitures au meilleur de ses capacités se complique.

Celle-ci n'apprécie guère les importantes variations de température, qui peuvent accélérer la dégradation de certains de ces composants et limiter l'efficacité de la conservation de l'électricité en son sein, réduisant de facto l'autonomie du véhicule. Des chercheurs de l'université de Purdue (États-Unis) se sont penchés sur la question et ont planché sur une étude portant sur la mousse de graphène. Publiée dans le journal Nature Communications, celle-ci s'annonce prometteuse.

La mousse de graphène pourrait ainsi jouer un rôle efficace de commutateur. À une épaisseur de 1,2 mm, elle devient un isolant efficace grâce aux poches d'air contenues en son sein, tandis qu'à 0,2 mm d'épaisseur, elle serait un conducteur thermique près de huit fois plus efficace. De quoi permettre, dans le premier cas, de maintenir une température ambiante pour la batterie en hiver grâce à la dilatation de la mousse et, dans le second, d'évacuer un trop-plein de chaleur en été grâce à sa contraction.

Maintenir les batteries à température ambiante

La co-auteure de l'étude, Amy Marconnet, compare le rôle de la mousse de graphène à celui d'une « résistance dans un circuit électrique » et ajoute : « Au lieu de faire varier la quantité de courant, il fait varier la quantité de chaleur qu'il laisse passer. »

La mousse de graphène, composées de feuilles de carbone d'un atome d'épaisseur, semble être la clé selon Xiulin Ruan, l'autre co-auteur de l'étude : « La plupart des appareils utilisent une gestion thermique passive, telle que la conduction et la convection, pour déplacer l'excès de chaleur. Mais ce système n'est ni accordable ni ajustable, et n'aide en rien par temps froid. »

Testée dans deux cas de figures, la mousse de graphène a d'abord été placée entre un radiateur et un dissipateur thermique. Ensuite, celle-ci a été mise à l'épreuve à des températures comprises en 0 et 30 degrés Celsius, sur une source de chaleur comparable à celle d'une batterie.

De quoi permettre un emploi efficace aussi bien sur les batteries d'appareils électroniques tels que les ordinateurs et téléphones, mais aussi sur celles équipant les véhicules électriques. Dans le cas d'une batterie au lithium-ion, la recommandation d'utilisation est comprise en 0 et 45 degrés Celsius. Un produit aussi versatile que la mousse de graphène aurait donc, si les résultats se confirment, entièrement sa place aux côtés des batteries.

Source : NewAtlas

Modifié le 26/08/2021 à 13h01
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