Stockage d'électricité: Ultracondensateur-graphène 600Wh/kg!

[Did67]

Je m'excuse, mais je ne comprends pas comment tu passes aussi facilement d'une puissance par surface en poids plume (bien qu'indiquée en cm3 relative à l'encombrement actuel) à une puissance par kg! Le graphène ayant justement comme principal atout sa légèreté. En faisant cette conversion de cette manière, il me semble que tu zappes sur un avantage décisif du graphène en le présentant malencontreusement comme un inconvénient par omission (puisque tu ne prends pas en compte le paramètre comme un élément favorable, mais je peux me trompe).

Pourtant la densité d'énergie est dans le titre: 600Wh/kg! Si les chiffres sont exacts.

Le souci de Citro, ce n'est pas seulement la masse de son dispositif de stockage de l'électrcité (batterie ou ultra-condensateur).

Il faut aussi qu'il case son dispositif dans sa voiture, sans que cela ne lui prenne toute la place.

Voiture dont la résistance aérodynamique, donc l'énergie dissipée, dépendra nettement de son volume...

Ses betteries actuelles, sans être brillantes ni sur l'un ni sur l'autre terain, sont "casables" en volume et transportables en masse.

Donc si j'ai bien compris, la densité massique est exceptionnelle.

Admettons qu'on cherche une autonomie de 100 km. Pour une petite voiture, cela fait l'équivalent "utile" de 5 l d'essence. A 10 kWh/l consommés avec un rendement de 30 %. Donc 15 Kwh "utiles" à stocker.

Il faudrait donc environ 20 kg (à 600 Wh/kg) ?

Mais vu qu'un gramme de ce graphène, si ce qui est écrit plus haut est juste, prend le volume d'un éléphant, il faudra 20 000 élephants à citro, dans sa 106...

Il faut, pour que cela solutionne la problématique de la voiture électrique, que cet ultra-condensateur ait une densité massique importante (pour qu'on puisse stocker assez d'électricité sans trimballer une tonne), mais aussi une densité volumique suffisante (pour ne pas transporter autant d'éléphants)...

C'est ça que j'ai compris dans la question de citro.

Qui me parait donc une bonne question... Même s'il y a peut-être une erreur dans ce que j'ai compris.

[Obamot]

Euh, tu fais quoi là? Tu te mets en position d'arbitre entre moi et Citro ?

Tu te donnes bien du mal, parce que j'y connais presque rien, hé héé j'apprends

[Did67]

J'essaye de comprendre si oui ou non, c'est une possibilité de "rupture" par rapport au développement de la voiture électrique. J'aimerais bien.

Contrairement à citro, même si bruler des carburants fossiles me déplait, je ne suis pas encore passé à l'acte en ce qui concerne ma voiture (j'en reste à ma C1 GPL, moins polluante, pas de particules, mais à énergie fossile donc émettrice de CO² d'origine fossile).

Mais la question m'intéresse beaucoup. C'est en matière d'empreinte écologique, mon point le plus faible... Je continue de chercher et de réfléchir.

C'est tout.

Loin de vouloir arbitrer (je n'en suis pas capable), j'ai "calculé" des odres de grandeur (quantité d'énergie à stocker pour un "plein électrique", le poids que cela représenterait avec le graphène, le volume que cela représenterait...), à partir de la question posée par citro en effet et des données que j'ai glânées dans le fil...

J'ai pu me tromper.

Si je gène, je vais continuer à suivre sans intervenir sur ce que tu considères comme étant "TON" fil... qu'il ne faut donc pas polluer par des questions ou des apports, si je comprends bien.

Sinon, on peut peut-être apprendre ensemble ?

[citro]

Et la surprise:
http://www.larecherche.fr/content/reche ... e?id=29174

Merci pour cette info et ce site (je me suis inscrit).

De plus, la densité d'énergie en volume est nécessairement plus faible avec le graphène : il est constitué de feuilles d'épaisseur monoatomique, que l'on enroule pour les empêcher de se coller les unes aux autres, et cela prend de la place.

Mais toujours pas d'estimation chiffrée de densité VOLUMIQUE qui viendrait corroborer mon discours et la valeur annoncée précédemment de 1,36 milliwatt-heure par cm3...

Mais aujourd'hui on ne peut guère espérer obtenir mieux que 10 à 15 Wh/kg avec le carbone activé, le meilleur matériau. C'est très loin des batteries. En revanche, les condensateurs sont très utiles, associés aux batteries, pour récupérer ou délivrer brièvement une forte puissance...

Il ne faut pas le perdre de vue. A ce titre, le proto Bolloré bluecar était parfois appellé "hybride extrême" dans les milieux du VE car il utilise des supercapa à cet usage et des cellules photovoltaïques pour les servitudes.

J'insiste sur la densité volumique pour le stockage d'énergie embarqué car il ne sert à rien d'être ultra léger si on occupe un volume démesuré.
Ceci dit l'article cité remet les pendules à l'heure en situant la densité massique entre 10 et 15Wh/kg une fois intégré "l'emballage" (substrat, conteneur...) de la capacité obtenue.

[citro]

Hola les gars, ne vous étripez-pas.
Merci à Did67 d'avoir parfaitement bien reformulé mon propos.
Nous débattons tous ici pour comprendre et apprendre d'informations médiatiques souvent excessives et savoir ainsi raison garder armés de notre seul bon sens et de quelques calculs de coin de table.

Je nous trouve pas mauvais dans cet exercice, même si il nous arrive de nous emballer.

[fredericponcet]

Voilà qui ouvre enfin la voie aux véhicules électriques munis d'ultracondensateurs au graphène ultrafiables en lieu et place de batteries très coûteuses et relativement contraignantes et problématiques à l'utilisation.

Finie les dégradations de performance avec le temps et l'usure éventuellement prématurée des batteries en cas de non-utilisation prolongée d'un véhicule ou en dillétante.

Du calme ! Si ces ultracondensateurs sont vraiment 1000 fois meilleurs que les batteries, pourquoi dévaloriser les batteries à ce point ?

Certaines Prius ont franchi je crois le cap des 400 000 km. Et une Prius peut rester des mois sans rouler, sans usure prématurée de la batterie... (si une voiture reste des années sans rouler, alors il faut la revendre...)

Une bonne batterie bien utilisée (c'est-à-dire jamais déchargée à plus de 50% et le moins souvent possible à plus de 30%) dure dix ans.

Un ultracondensateur mal utilisé, combien de temps dure-t-il ?

Et, à propos : pourquoi opposer condensateurs et batteries ? Pour l'instant leurs caractéristiques en font des composants complémentaires, il me semble. Les condensateurs permettent de faire face aux demandes de courant excessives pour des batteries : en associant les deux, il est possible d'avoir un système à la fois puissant et capable de stocker une grande quantité d'énergie.

D'une manière générale, l'hybridation donne de meilleurs résultats que les solutions "pures".

Il ne faudrait pas que la recherche sur les condensateurs se fasse au détriment de celle sur les batteries...

[citro]

Du calme ! Si ces ultracondensateurs sont vraiment 1000 fois meilleurs que les batteries, pourquoi dévaloriser les batteries à ce point ?

Certaines Prius ont franchi je crois le cap des 400 000 km. Et une Prius peut rester des mois sans rouler, sans usure prématurée de la batterie... (si une voiture reste des années sans rouler, alors il faut la revendre...)

Une bonne batterie bien utilisée (c'est-à-dire jamais déchargée à plus de 50% et le moins souvent possible à plus de 30%) dure dix ans.

D'une manière générale, l'hybridation donne de meilleurs résultats que les solutions "pures".

Oui, et non, l'hybridation est une solution coûteuse, lourde et qui dégrade le rendement global du véhicule. Un véhicule ultra léger, minimaliste et non hybride (full éléctrique) est plus pertinent.

Je suis d'accord avec toi sur le reste, et notamment la fiabilité des Prius qui n'exploitent leurs batterie que dans la tranche médiane de leur capacité (elles ne sont jamais chargées à 100% et jamais déchargées à plus de 65%)

Enfin, les nanotechnologies et principalement celles du carbone sont très prometteuses pour améliorer les performances des batteries dont elles diminueraient la résistance interne et augmenteraient considérablement les surfaces d'échange d'électrons.
On évoque donc fréquemment l'utilisation d'électrodes en carbone nano texturé pour les batteries.

Les chercheurs du MIT ont découvert que l'utilisation de couches minces de nanotubes de carbone spécialement traitées dans les batteries peut augmenter la quantité de puissance délivrée par unité de poids de près de dix fois. Bien que la technologie doit encore s'améliorer, son développement à grande échelle révolutionnera certainement la façon dont nous utilisons des appareils électroniques, de l'iPod à la voiture électrique.

L'électrode, fabriquée couche par couche dans un matériau de base est plongée alternativement dans des solutions contenant des nanotubes de carbone et sont traitées de manière à avoir une charge soit légèrement positif ou légèrement négatif: lorsque les couches des deux types sont mis ensemble, les forces magnétiques opposées attirent les parties ensemble, auto-assemblage d'une électrode qui est poreuse à l'échelle nanométrique et ne semble pas se détériorer après plus d'un millier de cycles de charge-décharge.

[Obamot]

Si ces ultracondensateurs sont vraiment 1000 fois meilleurs que les batteries, pourquoi dévaloriser les batteries à ce point ?

Pourquoi? 1) les Li-on ou LiFePo4 ne sont pas données. Si un élément tombe en rade dans un pack compact, pas moyen de réparer, on a l'air fin! 2) Ces ultracondensateurs au graphène sont donnés à 50 ans de durée de vie, au lieu de dix ans pour les batteires, ça vaut la peine qu'on s'y intéresse... 3) leurs qualités intrinsèques est précisément celle d'être prévues pour résister aux mauvais traitements, puisqu'elles admettent une vitesse de décharge 1000 fois plus rapide que les batteries lithium-ion en couches minces de 500 mAh. 4) Pour un cas ou les Li-on fonctionnent, combien de cas où ils foirent, et dans ce cas, combien ça coûte? Très cher! 5) Les Li-on n'aiment pas les fortes régénérations, ce qui est un handicap au développement du marché des accumulateurs. Alors qu'il faut très peu de temps pour faire «le plein» avec ces ultracondensateurs. 6) Quid des ressources en lithium nécessaires, alors que les ressources en graphène sont renouvelables/inépuisables.

Il ne faudrait pas que la recherche sur les condensateurs se fasse au détriment de celle sur les batteries...

On vit dans un monde impitoyable. Bien sûr qu'il ne le faudrait pas, si ça permet aux batteries de devenir plus fiables.

Si ces ultracondensateurs sont vraiment 1000 fois meilleurs que les batteries, pourquoi dévaloriser les batteries à ce point ?

Désolé, mais je ne partage pas l'idée que les batteries actuelles sont satisfaisantes. D'abord elles sont très chères et il n'y aura pas de lithium ad vitam eternam. Ce n'est pas parce que Toyota arrive à proposer un très haut niveau de qualité, qu'on peut certifier qu'à chaque fois qu'on aura du Li-on, que ce sera forcément bon! Je peux donner quelques exemples du contraire... Et même de manière générale, les utilisateurs de batteires sont les vaches à lait de cette industrie!
Combien d'appareils ayant une batterie de type lithium au format spécifique, deviennent obsolète lorsque la batterie est morte? Soit parce que la batterie de remplacement est hors de prix, soit parce qu'elle n'est plus disponible...? Avec un ultracondensateur au graphène, cela durerait probablement toute la vie du produit. Si ça c'est pas le rêve!

[citro]

Si ces ultracondensateurs sont vraiment 1000 fois meilleurs que les batteries, pourquoi dévaloriser les batteries à ce point ?

Pourquoi? 1) les Li-on ou LiFePo4 ne sont pas données. Si un élément tombe en rade dans un pack compact, pas moyen de réparer, on a l'air fin! 2) Ces ultracondensateurs au graphène sont donnés à 50 ans de durée de vie, au lieu de dix ans pour les batteires, ça vaut la peine qu'on s'y intéresses... 3) leurs qualités intrinsèques est précisément celle d'être prévue pour résister aux mauvais traitements, puisqu'elles admettent une vitesse de décharge 1000 fois plus rapide que les batteries lithium-ion en couches minces de 500 mAh. 4

Et pourquoi serait-il impossible de remplacer un élément HS dans un pack.
Je veux bien dans une batterie de téléphone portable, mais sur un véhicule électrique...
Toutes les conversion lithium de voitures électrique que je connais utilisent des cellules 3,3V raccordées à un BMS qui gère et contrôle chacune des cellules.
Si une cellule devient défaillante, il est aisé de la localiser et ne remplacer que la cellule incriminée.
Sur ma 106, il faudrait environ 45 cellules.

La vitesse de charge décharge 1000 fois supérieure ne sert à rien d'autre qu'à récupérer l'énergie au freinage...
La charge rapide est pour l'instant anecdotique (que le consommateur sache qu'elle est possible suffit). Dans la pratique, elle restera ultra minoritaire en raison du coût de l'infrastrusture et de la puissance de raccordement à mettre en oeuvre...
Commençez d'abord par utiliser un véhicule électrique normalement avant de vouloir l'utiliser comme une formule 1.
Une voiture passe 95% du temps arrêtée, largement suffisant pour ne pas avoir besoin de charge rapide...

[Obamot]

Toutafé

Cependant, à ma connaissance, seule la Nissan Leaf, indique clairement qu'un élément isolé défaillant est remplaçable. Heureux d'apprendre que c'est la régle (?)

Du coup, si ça arrivait après quelques années, tu as un élément neuf parmi des éléments déjà anciens, je me demandais si c'était dommageable ou si il n'y a aucune incidence?

Parce que j'ai plutôt une expérience très mitigée avec les Li-on. Les pack des Laptop Apple G3, valaient 400€ et la douloureuse avait du mal à passer... Comme tout était scellé, il n'a jamais été possible de remplacer un élément défaillant, encore fallait-il en trouver un ayant les mêmes caractérisiques de charges, dès lors que l'on sait que le Li-on est très pointu de ce côté là... Je ne connais pas un bricoleur qui se soit aventuré à le faire lui même, puisque ça peut très vite se transformer en bombe incendiaire...

Donc de la théorie à la pratique, vois-tu... On ne m'enlèvera pas si vite l'idée que ces batteries sont un peu des «rentes de situation» dès lors que l'on soit obligé de faire appel à un SAV pour faire le travail, hé héé...