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Au-delà du lithium-ion : l'ARPA-E parie sur un nouveau stockage d'énergie
Il est trop tôt pour dire si l'agence ARPA-E du ministère de l'Énergie a atteint un point culminant technologique, mais la recherche qu'elle finance mérite d'être suivie de près.
L'ARPA-E a annoncé hier 130 millions de dollars pour 66 subventions qui ont le potentiel de transformer l'énergie. Il y a en effet des idées audacieuses sur la liste, comme des éoliennes en tissu et une aile oscillante sous-marine qui tire son énergie des marées et des rivières. Dans un changement cette année, de nombreux projets sont axés sur l'utilisation du gaz naturel abondant aux États-Unis (voir liste complète ici et le choix de projets marquants de Kevin Bullis ici).
Mais comme les programmes de subventions précédents, le stockage d'énergie figure en bonne place sur la liste des priorités de l'ARPA-E, avec environ 20 projets financés dans ce domaine, dont certains ne dépassent pas un demi-million de dollars. La société qui a reçu la plus grande subvention est PolyPlus Battery Company, qui a également reçu 9 millions de dollars cet été du bureau de fabrication avancée du DOE. L'argent ARPA-E, qui est destiné à la fois à la batterie PolyPlus et à Johnson Controls, vise à développer une batterie lithium-soufre rechargeable aqueuse qui promet une meilleure densité énergétique que les batteries lithium-ion d'aujourd'hui.
Le mot clé là-bas est aqueux, explique l'associé de recherche Thomas Conry chez PolyPlus Battery. Au cours des 30 dernières années, les batteries Li-S non aqueuses traditionnelles ont été bloquées dans le laboratoire, incapables de passer à la réalité commerciale. PolyPlus a fait des percées dans la chimie qui résolvent de nombreux obstacles.
La société développe d'abord une batterie lithium-eau de mer et des batteries lithium-air rechargeables. La clé de toutes ses batteries prévues est une membrane en céramique imperméable à l'eau et permettant aux ions lithium de se déplacer. La subvention de fabrication est axée sur les méthodes de production de ce composant et d'autres composants à grande échelle, explique Conry. (Voir, vous avez une percée dans la batterie ? Vous avez besoin d'amis dans la fabrication.)
Une autre entreprise, Vorbeck Materials, a reçu une subvention de 1,5 million de dollars pour une batterie au lithium-soufre qui améliorerait la densité énergétique et le temps de charge des batteries d'aujourd'hui. Sharp Laboratories of America, quant à lui, a obtenu 2,9 millions de dollars pour une batterie au sodium ionique qui, espère-t-il, réduira considérablement le coût du stockage en réseau.
Des subventions ont également été accordées pour les piles à combustible, les batteries à flux et la recherche sur le stockage thermique. Le NREL, par exemple, a reçu une subvention pour développer un système permettant de convertir la chaleur de la lumière solaire concentrée en électricité à l'aide de matériaux thermoélectriques. En règle générale, les projets ARPA-E, à haut risque, visent à produire un prototype en deux ou trois ans, dans l'espoir qu'un produit puisse ensuite être commercialisé.
Il est bien connu que les innovations en matière de stockage d'énergie et de batteries prennent des années (voir Toyota Plugs Away at the Next-Gen Electric-Car Battery ). Et comme la plupart des entrepreneurs en énergie vous le diront, recevoir un financement d'amorçage de capital-risque pour tout ce qui concerne les nouveaux types de stockage d'énergie est une proposition difficile étant donné les longs délais et les coûts de développement. En ce sens, la subvention de l'ARPA-E - l'un des rares programmes énergétiques gouvernementaux qui bénéficie généralement d'un soutien bipartite - est vitale pour explorer les technologies de stockage qui ont le potentiel de réussir les produits d'aujourd'hui.