Du stockage d’énergie avec des fibres composites ?
L’Office fédéral de recherche et d’essais sur les matériaux (BAM, Berlin) participe au projet européen StorAGE sur les matériaux composites à renfort en fibres capables de stocker l’énergie. Ce projet, coordonné par l’Imperial College de Londres (Royaume-Uni), rassemble neuf instituts et entreprises, dont le constructeur automobile suédois Volvo. Lancé depuis trois ans et demi, StorAGE fait part de ses premiers résultats dans le développement de ce matériau.
Quels sont les constituants de ce système de stockage d’énergie ?
Le matériau composite n’est pas le seul élément à intervenir dans le stockage d’énergie. Des super condensateurs jouent aussi un rôle important. Les fibres de carbone jouent, elles, le rôle de l’électrode. Un revêtement de nanotubes de carbone (CNT) est rajouté, afin de renforcer la matrice du composite. Ces tubes ont un diamètre de quelques nanomètres et une longueur de 50 micromètres. Le matériau est enrichi en atomes de lithium, afin d’améliorer sa conductivité. Pour assurer l’isolation électrique des couches conductrices, des fibres de verres sont utilisées.
Quel est le rôle du BAM ?
Le BAM s’est chargé de deux missions. D’une part, il a mené les essais de résistance mécanique du matériau et d’autre part, il a accompagné le développement d’une résine époxy conductrice. Lors de ses essais, le BAM a montré qu’un renforcement de CNT et l’augmentation résultante de la surface de l’électrode ne conduisaient à aucune amélioration de la performance. Il a aussi mené des essais d’auto-déchargement, de décomposition de l’électrolyte ou de stabilité du matériau.
Le BAM a également développé un test d’extraction d’une fibre appelé “pull out test”. L’opération, suivie par microscope, permet d’obtenir une mesure, la force nécessaire pour arracher une fibre, évaluant le couplage matrice – renfort. Il est en effet essentiel de savoir, si le système est stable en vue d’une installation dans des véhicules.
Gerhard Kalinka, ingénieur au département technique des plastiques du BAM, estime que cette technologie a de l’avenir, non seulement dans le secteur de l’automobile mais aussi dans l’informatique. Concernant l’automobile, Volvo a présenté un véhicule électrique d’essai équipé de ce nouveau matériau dans le capot et dans le coffre, ce qui permet de compléter le rôle de la batterie.
Pour en savoir plus, contacts :
– Pour en savoir plus sur le projet StorAGE (en anglais) : http://www3.imperial.ac.uk/structuralpowerstorage/aboutstorage
– Gerhard Kalinka, du département technique des plastiques du BAM – email : gerhard.kalinka@bam.de
Sources :
“BAM untersucht Faserverbundstoffe für Energiespeicher”, communiqué de presse du BAM – 02/12/2013 – http://redirectix.bulletins-electroniques.com/PTS11
Rédacteurs :
Grégory Arzatian, gregory.arzatian@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr