Une voiture qui roule grâce à des électrolytes !

Si les batteries à flux sont déjà utilisées pour les systèmes de stockage d’énergie éolienne et solaire domestiques, elles n’avaient pas encore tracé leur route jusqu’aux véhicules électriques. C’est désormais chose faite grâce au prototype Quant e-Sportlimousine, qui sera prochainement décliné en véhicule de série. Les premiers tests du prototype viennent d’être autorisés sur les routes publiques européennes par Tüv Süd.

Ce prototype a tout d’une Supercar. Doté d’une carrosserie en fibre de carbone, ses dimensions sont atypiques (5,24 x 2 mètres), ce qui lui permet d’embarquer 4 sièges. Propulsé à l’eau dopée aux électrolytes, ce véhicule atteint 100 km/h en 2,8 secondes et présente une belle pointe à 349 km/h. 

Les batteries à flux combinent les aspects d’un accumulateur électrochimique à ceux d’une pile à combustible. La voiture dispose ainsi de deux réservoirs d’électrolytes liquides. Ces fluides électrolytiques sont pompés à partir de réservoirs à travers la cellule (la nanoFLOWCELL), où se réroule une « combustion froide », au cours de laquelle les processus d’oxydation et de réduction se produisent en parallèle. La réaction d’oxydo-réduction génére alors un courant l’électrique qui alimente les 4 moteurs électriques disposés dans chaque roue. Le prototype pèse tout de même 2,3 tonnes, avec ses deux réservoirs de 200 litres pleins.

Lorsque les électrolytes sont « déchargés », ils suffit de les pomper en dehors des réservoirs et de les remplacer par des électrolytes fraîchement concentrés. La charge est alors rapide; il suffit simplement de recharger les réservoirs, comme on le ferait pour des véhicules à essence. Le liquide déchargé pourra quant à lui être à nouveau rechargé de manière « propre » grâce à des éoliennes ou des panneaux solaires.

Quels avantages par rapport aux batteries acide-plomb ou lithium-ion?

Outre leur toxicité, l’inconvénient principal des batteries plomb-acide utilisées dans les voitures à essence et diesel réside dans leur faible capacité énergétique, à environ 30 Wh/kg. De plus, à cause de leur « effet mémoire », elles perdent rapidement leu capacité de charge après 500 cycles de charge et doivent être remplacées. Les batteries lithium-ion ont quant à elles une capacité de charge 4 fois supérieure, égale à 120 Wh/kg, et  résistent à environ 1 000 cycles de charge. Enfin, les batteries à flux les plus répandues ont la même densité de puissance, mais sont beaucoup plus durables : elles peuvent atteindre 10 000 cycles de charge sans effet mémoire notable.

Néanmoins, grâce à une combinaison rigoureuse de sels métalliques (sans métaux précieux ni terres rares, assure le constructeur) et de structures cristallines à très haute concentration, la nanoFLOWCELL de la Quant e-Sportlimousine va beaucoup plus loin. Sa capacité de charge est de 600 Wh/kg, soit 5 fois plus que les batteries lithium-lion des technologies actuelles. Un autre avantage est à noter : elles ne se déchargent que très lentement. Lorsque la voiture n’est pas utilisée, le taux de décharge est en effet de moins de 1 % par jour. 

Le prototype Quant e-Sportlimousine présente deux réservoirs de 200 litres à bord. Il emporte donc une énergie égale à 200 fois 600 Wh/L, soit 120 kWh au total. En consommant environ 20 kWh/100 km, la voiture aura donc une autonomie pouvant aller jusqu’à 600 km.

« Les avantages de la nanoFLOWCELL résident dans sa densité de charge élevée, sa densité de haute performance, et son faible poids par rapport aux systèmes de stockage d’énergie conventionnels. En outre,elle ne contient pas de substances nocives, pas de pièces mobiles, et elle est très efficace », résume Nunzio La Vecchia, PDG et directeur technique de NanoFlowcell.

Pour l’instant, le prix d’une recharge n’est néanmoins pas communiqué. Pas plus que celui de ce véhicule, mais l’addition promet sûrement d’être salée !

Par Matthieu Combe, journaliste scientifique