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Recherche sur les batteries : des progrès lents
MARTIN FINSTERBUSCH dirige l'équipe de développement des batteries à semi-conducteurs au centre de recherche allemand de Jülich. Dans une interview avec KFZ Wirtschaft, il révèle pourquoi il faudra probablement attendre plus d'une décennie pour une génération de batteries nettement plus puissante.
Recherche sur les batteries : des progrès lents
« Les batteries à semi-conducteurs font partie des candidats les plus prometteurs pour la prochaine génération de batteries. »MARTIN FINSTERBUSCH
Économie automobile : la prochaine génération de batteries à semi-conducteurs devrait être deux fois plus puissante et plus sûre que les batteries lithium-ion actuelles. Qu’est-ce qui est vrai dans les promesses des constructeurs automobiles ?
Martin Finsterbusch: En fait, les batteries à semi-conducteurs font partie des candidats les plus prometteurs pour la prochaine génération de batteries de mobilité électrique. Comme elles ne contiennent plus d’électrolytes liquides, elles sont étanches et stables en température, contrairement à la génération actuelle de batteries lithium-ion. Dans notre institut de recherche, nous travaillons également à doubler la densité énergétique et à améliorer la stabilité à long terme.
Où en êtes-vous dans vos recherches et quand pouvons-nous espérer que la nouvelle génération de batteries sera prête à être commercialisée ?
Si demain un de mes employés résolvait d’un seul coup tous les problèmes physiques et chimiques restants, cela ne prendrait que deux ans. En fait, nous avons encore quelques obstacles à surmonter, car nos cellules ne fonctionnent pour l’instant qu’à l’échelle du laboratoire. Le grand défi consiste désormais à adapter la fonction de chaque petite cellule individuelle à la batterie composée de plusieurs centaines de grandes cellules dans un véhicule. Dans l'étape suivante, les matériaux et les processus de fabrication doivent être optimisés en termes de rentabilité, car chaque centime compte dans la construction automobile. Je n’attends donc pas de prototypes fonctionnels avant 2025 et une éventuelle production à grande échelle avant 2030.
Les constructeurs automobiles tels que Toyota et Fisker, ainsi que le fabricant d'aspirateurs Dyson, souhaitent commercialiser des batteries à semi-conducteurs au début des années 2020. Y a-t-il du vrai là-dedans, ou s’agit-il simplement de rumeurs ?
Si je savais ça, je ne serais pas physicien, mais clairvoyant(rires). De nombreux laboratoires de recherche à travers le monde travaillent actuellement sur de nouvelles technologies de batterie disruptives dans le plus strict secret. Personne ne peut dire aujourd’hui qui remportera finalement la course.
On entend parler de différents concepts comme les batteries lithium-soufre, lithium-air ou encore lithium-verre. Selon vous, lequel est le plus prometteur ?
Au centre de recherche de Jülich, nous travaillons principalement au développement de batteries à semi-conducteurs en céramique à base d'oxydes. Bien que celles-ci présentent de plus grands défis de fabrication que les batteries à semi-conducteurs à base de soufre ou de phosphate, elles sont également les plus stables. Nous développons les poudres de départ, les produits semi-finis et les couches fonctionnelles et les utilisons pour construire des cellules complètes. Nous disposons d'un savoir-faire de plusieurs années et d'un large portefeuille de procédés de fabrication et de traitement de la céramique, avec lesquels nous pouvons combiner une grande variété de matériaux et produire différents types de cellules. L’accent est toujours mis sur le développement de matériaux et de processus aussi rentables et évolutifs que possible.
Achèteriez-vous personnellement une voiture électrique aujourd’hui ou préférez-vous attendre le prochain saut technologique dans le développement des batteries ?
Il n’y aura probablement pas de grand saut technologique dans les prochaines années, mais plutôt une évolution progressive de la technologie des batteries. Après tout, la batterie lithium-ion à électrolyte liquide existe depuis 25 ans et est constamment perfectionnée. C'est pourquoi je suis déjà intéressé par l'achat d'une voiture électrique, mais j'ai remarqué que je n'obtiens souvent pas de réponses compétentes de la part des concessionnaires à mes questions sur les batteries des véhicules actuellement installées. De plus, l’infrastructure de recharge n’est pas encore suffisamment disponible pour mes besoins de mobilité, je préfère donc attendre encore un peu.
À LA PERSONNE
Martin Finsterbuscha étudié la physique technique à la TU Ilmenau. Après des séjours de recherche aux USA, il obtient son doctorat en 2011 sur les mécanismes de dégradation des cathodes dans les piles à combustible en céramique oxyde (SOFC). La même année, il rejoint le centre de recherche de Jülich dans le domaine des batteries à semi-conducteurs et prend en 2016 la direction de l'équipe de développement.
DONNÉES ET FAITS SUR LE FINANCEMENT
Nouvelles inscriptions :Selon l'Office autrichien des statistiques, 401 voitures purement électriques ont été nouvellement immatriculées en janvier 2018, soit 18,3 % de plus qu'au cours de la même période de 2017. L'année précédente, il y en avait 5 433 au total, en 2016, 3 826 et en 2015, 1 677. En janvier 2018, 14 994 voitures électriques au total circulaient sur les routes autrichiennes.
Infrastructure:Il existe actuellement 1 900 bornes de recharge publiques entre Vienne et Bregenz, toutes équipées des prises de recharge actuelles de type 2. Près de 90 % de tous les véhicules électriques sont rechargés à domicile, moins de dix pour cent rechargent leur électricité en déplacement et près de 5 % utilisent des bornes de recharge rapide.
Financement:Depuis le 1er mars 2017, l'achat de voitures électriques est subventionné dans toute l'Autriche à hauteur de 4 000 euros, celui des voitures hybrides rechargeables à hauteur de 1 500 euros. De plus, l'achat d'une wallbox pour la recharge ou l'achat d'un câble de recharge est pris en charge à hauteur de 200 euros. Il existe également des subventions publiques en Basse-Autriche, à Salzbourg et en Haute-Autriche.