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centre de recherche sur les batteries et supercondensateurs

Inventer les batteries vertes de demain

Inventer les batteries vertes de demain

BATTERY 2030+ LogoL’initiative de recherche paneuropéenne BATTERY 2030+ présente sa feuille de route pour inventer les batteries vertes de demain.

La transformation de nos sociétés carbonées en sociétés neutres en carbone demande des changements radicaux dans nos manières de produire et d’utiliser l’énergie. Les batteries peuvent jouer un rôle clé pour atteindre cet objectif si nous arrivons à les rendre durables, sûres et économiquement abordables tout en garantissant d’excellentes performances.

La feuille de route de cette initiative fait suite à une consultation des parties prenantes à travers toute l’Europe et elle identifie trois axes de recherche principaux qui permettront d’accélérer le développement des nouvelles générations de batteries.

« BATTERY 2030+ n’a pas pour but de se focaliser sur une chimie de batteries spécifique. Le projet cherche plutôt à exploiter les technologies digitales comme l’intelligence artificielle pour transformer notre façon de découvrir et de développer les batteries du futur qui seront intelligentes et connectées. Avec BATTERY 2030+, le développement des batteries rentre dans l’ère du numérique », explique Kristina Edström, directrice de l’initiative et professeure de chimie inorganique à l’Université suédoise d’Uppsala.

Développer des technologies réellement innovantes va demander une recherche et une approche multidisciplinaire et transverse. L’Europe a le potentiel nécessaire pour mener ce projet de grande envergure grâce à sa communauté dynamique de chercheurs et d’entrepreneurs.

« Pour inventer les batteries du futur en Europe, nous devons joindre nos forces et mettre en place une approche collaborative qui unisse les industriels, les scientifiques, les décideurs politiques et les citoyens derrière une vision commune qui a été présentée dans le Manifeste Batterie publié l’année dernière », affirme Simond Perraud, directeur adjoint de BATTERY 2030+ et directeur adjoint au CEA-Liten en France.

Les trois axes majeurs de recherche identifiés dans cette feuille de route sont :

  • Accélérer les découvertes scientifiques au niveau des interfaces et des matériaux de batteries
  • Intégration de fonctionnalités intelligentes
  • Production industrielle et recyclabilité

Axe I: Accélérer les découvertes scientifiques au niveau des interfaces et des matériaux de batteries

BATTERY 2030+ construira une Plateforme d’Accélération des Matériaux (MAP en anglais) qui redéfinira à terme notre façon de faire de la recherche sur les matériaux de batteries. Ce but sera atteint en combinant différentes approches robustes, de la synthèse à la caractérisation à haut-débit ce qui nécessitera l’analyse automatisée des données, l’exploration des données et l’intelligence artificielle.

En s’appuyant sur cette Plateforme d’Accélération des Matériaux, BATTERY 2030+ développera ainsi un Génome des Interfaces des Batteries (BIG en anglais) qui constituera une nouvelle base pour notre compréhension des processus qui régissent le fonctionnement de chaque batterie. Comprendre et maîtriser les mécanismes qui déterminent la sureté et la durée de vie d’une batterie est essentiel pour inventer les batteries de demain. « Ce génome des interfaces est la clé de voûte pour contrôler des phénomènes complexes régissant les performances et la durée de vie des batteries. La compréhension de ces phénomènes, qui est restée jusqu’à présent largement empirique, nécessite une quantité de données qui dépasse la capacité d’analyse du cerveau humain. Battery2030+ se propose donc de remédier à cette limitation par l’apport de l’intelligence artificielle », précise Alexis Grimaud, chargé de recherche CNRS.

Axe II: Intégration de fonctionnalités intelligentes

Même les meilleures batteries arrivent un jour ou l’autre en fin de vie. Ainsi, des facteurs externes, comme des températures extrêmes, le stress mécanique, une puissance excessive à l’utilisation ou simplement le vieillissement avec le temps, affecteront négativement les performances des batteries. Battery2030+ s’attachera donc à trouver de nouvelles manières d’éviter cette dégradation.

Détection : Dans le futur, nous serons capables de suivre en direct les réactions chimiques et électrochimiques lieu à l’intérieur des cellules. Pour cela, de nouveaux concepts de capteurs permettront de détecter les premiers stades de défaillance de la batterie et les réactions secondaires parasites.

Autoréparation : De nouvelles approches pour réparer les dommages internes d’une batterie, qui autrement conduiraient à des défaillances, pourront rendre les batteries plus sûres, plus fiables et plus durables. L’autoréparation deviendra ainsi une part toujours plus importante des batteries vertes.

Axe III: Domaines transversaux

La production industrielle des batteries et leur recyclabilité sont des domaines de recherche transversaux clés qui seront développés en parallèle des axes I et II. Les savoirs et les savoir-faire acquis dans l’axe III alimenteront la recherche de nouveaux matériaux et le développement de nouvelles batteries.

Pour télécharger la feuille de route de BATTERY 2030+ “Inventing the Sustainable Batteries of the Future”. [https://battery2030.eu/research/roadmap/]

Contacts:

Kristina Edström, coordinatrice de BATTERY 2030+ et professeure de chimie inorganique à l’Université suédoise d’Uppsala

Téléphone: +46 70 167 90 06

E-mail: kristina.edstrom@kemi.uu.se

Simon Perraud, coordinateur adjoint de BATTERY 2030+ et directeur adjoint au CEA-Liten.

Téléphone: +33 4 38 78 26 08 

E-mail: simon.perraud@cea.fr

A propos de BATTERY 2030+:

BATTERY 2030+ est l’initiative de recherche paneuropéenne qui permettra à l’Europe de se positionner comme le leader des technologies de batteries dans le monde en développant des batteries vertes avec d’excellentes performances et des fonctionnalités intelligentes.

Cette initiative fait partie de l’Alliance Européenne des Batteries lancée par Maroš Šefčovič, vice-président à la Commission européenne, en 2017. Elle réunit les principaux acteurs industriels et académiques dans le domaine des batteries pour proposer des actions concrètes pour aider à l’implémentation du plan européen d’actions sur les batteries, tout en contribuant au Pacte Vert de l’Union européenne, aux Objectifs de Développement durable des Nations Unies et au plan SET.

En France, l’initiative est soutenue activement par le CNRS et le RS2E, le Réseau français sur le stockage électrochimique de l’énergie qui en a été un fervent promoteur au niveau Européen. « Le projet BATTERY 2030+ est une excellente occasion de faire de l’Europe, et de la France, un nouveau leader de la recherche et du développement dans le domaine des batteries. Nous ne pouvons pas rattraper le fossé qui nous sépare actuellement des pays asiatiques. Ils ont pris trop d’avance dans les technologies connus. Si nous voulons reprendre la main, nous devons nous positionner sur de nouvelles technologies et de nouveaux domaines d’étude, d’où l’importance que le concept de batterie intelligence soit reprise dans la feuille de route de BATTERY 2030+. Pour réussir, il nous faut renforcer la multidisciplinarité, aller bien au-delà de la communauté des batteries et faire appel à de nouveaux acteurs universitaires et industriels : producteurs de capteurs, de câble optique, etc. », explique Jean-Marie Tarascon, professeur au Collège de France et directeur du RS2E.

BATTERY 2030+ a été lancé en mars 2019 et est soutenu par une bourse Coordination and Support Action dans le cadre du programme Horizon 2020. L’initiative se base sur une approche transdisciplinaire qui mèle industriels et chercheurs académiques. Elle regroupe 17 partenaires de référence, de 9 pays européens différents. Elle est coordonnée par Kristina Edström, professeure de chimie inorganique à l’Université d’Uppsala.

Pour en savoir plus sur BATTERY 2030+.

BATTERY 2030+ - Logo