BP est l'une des sept supermajors mondiales du pétrole et du gaz - et bien qu'elle ait près de 20 millions de barils de pétrole dans ses réserves et 63 000 kilomètres carrés de nouveaux accès à l'exploration, le monde demande toujours plus d'énergie. Mais les choses sont un peu différentes de l'époque où l'explorateur George Reynolds a commencé à forer du pétrole au début des années 1900, les gens exigent une énergie plus propre et meilleure, et BP se tourne vers l'avenir car elle vise à apporter des changements audacieux dans la façon dont elle se mobilise. l'automobiliste.
John Salkeld (photo ci-dessous), directeur de la technologie de l'Advanced Mobility Unit (AMU) de BP, déclare qu'il y a un changement sismique dans la façon dont les personnes et les marchandises voyagent dans le monde et que cela provient de trois grands moteurs :la technologie (véhicules électriques, batteries et traitement des mégadonnées) ; les consommateurs (qui changent rapidement d'avis et adoptent la mobilité partagée, les services à la demande et la commodité de l'écran tactile) ; et les villes (qui essaient de garder les gens en mouvement tout en faisant face à la congestion et à la pollution).
Tous ces facteurs conduisent à un avenir différent, et l'essentiel est que les véhicules électriques jouent un rôle extrêmement important dans tout cela. Au fur et à mesure que les constructeurs automobiles offrent au public plus de choix et que l'infrastructure de recharge s'améliore, les gens commenceront à passer à l'automobile à zéro émission, ce qui signifie finalement moins de demande de pétrole. Il n'y a actuellement que cinq millions de véhicules électriques dans le monde, mais selon les tendances actuelles, BP estime que d'ici 2040, ce chiffre pourrait atteindre 350 millions. Cependant, être capable de recharger une voiture aussi vite que vous pouvez faire le plein d'essence et de diesel sera essentiel à l'adoption massive, déclare Salkeld.
Quand on pense à la recharge ultra-rapide aujourd'hui, c'est la possibilité d'atteindre 100 miles d'autonomie en 10 minutes, ce qui équivaut à un taux de recharge de 150 kW - et à cette fin, BP a lancé sa première borne de recharge ultra-rapide en Allemagne (qui peut d'ailleurs passer à 320 kW). L'année dernière, ils ont acquis Chargemaster, le plus grand réseau de chargeurs de voitures électriques du Royaume-Uni, et d'ici la fin de l'année, 100 chargeurs Ultracharge 150kW devraient être installés sur les parvis de 50 BP, et 400 des unités seront dans les stations-service d'ici la fin de 2021. Et c'est une bonne nouvelle, étant donné les conclusions de BP d'une étude qu'elle a réalisée avec National Grid au Royaume-Uni, dans laquelle seulement 50 stations de recharge ultra-rapides situées à des endroits stratégiques au Royaume-Uni signifieraient que 95 % de la population serait à quelques minutes en voiture d'une borne de recharge.
Mais de l'aveu même de BP, il faudra beaucoup de travail pour faire de la recharge ultra-rapide une réalité, d'abord pour aider les consommateurs à comprendre de quoi il s'agit, mais aussi l'impact sur l'infrastructure. S'il n'y a aucun moyen pour les consommateurs de recharger à domicile, ils devront trouver un point de recharge ailleurs qui soit pratique et pour ceux qui parcourent de longues distances pour le travail ou pour rendre visite à leur famille et à leurs amis, la recharge à destination sera essentielle, de même pour les conducteurs commerciaux, pour qui chaque heure pendant laquelle la voiture est chargée, leur fait perdre de l'argent.
« Nous devrons renforcer le réseau pour permettre toute forme de recharge de masse à domicile ou sur un parvis, mais nous avons aussi besoin des voitures elles-mêmes. La voiture de production à charge la plus rapide en ce moment est un modèle 3 qui peut être chargé à 200 kW, l'année prochaine, nous verrons la Porsche Taycan avec une capacité de 350 kW [ajoutant plus de 60 miles d'autonomie en quatre minutes] mais ce sont toujours des véhicules haut de gamme et nous n'aurons pas de repos tant que cette capacité ne sera pas disponible pour le marché de masse des véhicules grand public », révèle Salkeld.
Le mois dernier, elle a organisé une conférence avec CharIN (une association dont le but est de développer et d'établir la charge rapide et ultra-rapide du système de charge combiné DC), où ils ont réuni 200 personnes du monde entier impliquant tous les acteurs clés de l'industrie, y compris leurs concurrents. , décideurs gouvernementaux et autorités municipales.
L'une des clés de voûte de la charge ultra-rapide est la technologie des batteries, et lorsque BP a adopté ce point de vue, ils ont contacté l'industrie et Store Dot est apparu comme un leader dans ce domaine. Ainsi, il y a 18 mois, ils ont investi 20 millions de dollars pour aider à la production de ces batteries, mais cela va au-delà de l'investissement financier. Ils sont très désireux de mettre la technologie sur le marché et c'est pourquoi ils ont travaillé très dur avec l'équipe de StoreDot pour organiser cette démonstration lors de l'événement EcoMotion à Tel Aviv, en Israël, qui a vu la société de technologie prendre un off-the -étagèrez le scooter électrique Muvi de la firme espagnole Torrot et remplacez les cellules par sa technologie FlashBattery dans une batterie de 7 kg.
StoreDot a été fondée en 2012 à l'Université de Tel Aviv avec l'idée qu'ils pourraient combiner de nouveaux matériaux tels que des métalloïdes avec des composés organiques afin de changer le monde du stockage d'énergie et d'optimiser ces matériaux pour une charge ultra-rapide. Jusqu'à présent, le fabricant de cellules a levé un total de 130 millions de livres sterling auprès de certains des plus grands acteurs de l'industrie, notamment Samsung, BP, Daimler et TDK Corporation, de sorte qu'ils couvrent le côté électronique domestique du marché, puis en termes d'automobile, l'infrastructure pour le véhicule, le véhicule lui-même et les capacités de fabrication. L'équipe forte de 115 personnes (dont 35 docteurs) est basée dans son laboratoire de pointe à Herzliya, comprend 30 docteurs et plus de 50 ingénieurs dans le domaine multidisciplinaire de la chimie organique, de la science des matériaux, de la physique et de l'électrochimie.
StoreDot a commencé avec sa FlashBattery standard PD (Power Delivery) de 2,5 ampères pour smartphones - une batterie à chargement instantané qui peut se recharger complètement en seulement cinq minutes. Il est en fait capable de fournir jusqu'à 10C, ou 5 ampères (et également une tension plus élevée), atteignant un taux de charge remarquablement rapide qui est jusqu'à 100 fois plus rapide que n'importe quelle autre batterie d'appareil mobile, juicant complètement un smartphone en 60 secondes, mais ce serait nécessite un chargeur beaucoup plus gros. Cette batterie de 100 watts (semblable à un ordinateur portable) ne fait que cinq pouces cubes, c'était donc une introduction beaucoup plus facile sur le marché et elle sera disponible l'année prochaine. La prochaine étape consistera à installer sa batterie sur le téléphone plutôt que sur la banque d'alimentation.
Je demande au fondateur et PDG de StoreDot, le Dr Doron Myersdorf, si la charge rapide a un effet néfaste sur la FlashBattery. «Nous avons dû optimiser le nombre de cycles qu'il ferait, donc après 500 cycles de charge, la batterie s'épuisera à 80% et continuera de se détériorer. C'est toujours un compromis entre la densité d'énergie et le nombre de cycles que vous voulez réaliser et nous avons le même défi avec le scooter électrique pour lequel nous visons 1000 cycles, et dans un VE environ 1500."
En parlant de cela, ce qui a suivi était un nouveau type de batterie de voiture électrique composé de composés organiques exclusifs - basés sur les matériaux innovants utilisés dans sa FlashBattery pour appareils mobiles. StoreDot pense que l'anxiété liée à l'autonomie est aujourd'hui le principal obstacle à l'adoption des véhicules électriques, et bien que tout le monde dise qu'il est impossible de recharger dans le même laps de temps qu'il faut pour s'arrêter pour l'essence, ils ont montré que c'était possible et ils prévoient de déployer dans quelques années.
Contrairement à ses concurrents, StoreDot a complètement repensé la batterie. C'est donc toujours du lithium-ion, le mécanisme de transfert du courant de l'anode à la cathode, mais les composants de la batterie ne contiennent pas de graphite, ce qui est le problème numéro un de la charge rapide et pourquoi le Galaxy Note 7 continue d'exploser. C'est à cause de la résistance, de la chaleur et de l'incapacité du lithium à se diffuser rapidement dans le matériau actif.
Le matériau actif utilisé dans la FlashBattery de StoreDot est un lot de métalloïdes (un semi-conducteur), qui utilise du silicium, du germanium et de l'étain. Ces nanoparticules sont recouvertes de molécules organiques. Bien que les matériaux organiques soient bons pour l'environnement, la batterie utilise toujours du lithium et du cobalt, mais StoreDot essaie de réduire la quantité de cobalt, ils passent donc de quelque chose appelé NMC 622 à NMC 811. Les chiffres font référence au rapport de nickel, manganèse et cobalt dans le matériau cathodique. Le NMC 811 est la dernière itération disponible dans le commerce, qui, comme le suggèrent les ratios, a une teneur en nickel accrue et moins de manganèse et de cobalt que son prédécesseur, le NMC 622.
"Notre deuxième génération de batterie sera encore meilleure pour l'environnement, mais c'est encore dans cinq ans. C'est la conception des réactions électrochimiques qui doit être repensée dans une perspective environnementale et nous avons la meilleure équipe au monde pour entreprendre une telle tâche. Bien que nous devions d'abord lancer la technologie de charge ultra-rapide afin de gagner du terrain sur le marché et de montrer que tout ce que nous faisons en laboratoire est commercialement viable et génère des revenus, et cela nous donnera la crédibilité nécessaire pour faire évoluer l'industrie et atteindre notre ambitions de produire une batterie plus verte. Nos batteries de troisième génération ne contiendront pas du tout de cobalt », déclare Myersdorf.
Je demande à Myersdorf si c'est un problème d'approvisionnement en matériaux :« Nous développons des équipements pour traiter les matériaux afin qu'ils soient optimisés pour une charge rapide. Il y a donc deux choses à considérer :l'une consiste à réduire la taille de chaque particule pour qu'elle soit nanométrique, cela permet une diffusion très rapide des ions lorsque vous chargez, et l'autre chose est le revêtement organique - ce sont de petites molécules de matière organique que nous synthétisons sur place, comme vous le feriez pour développer un médicament ou des produits pharmaceutiques, et ils protègent le silicone. Et puis nous avons la mise à l'échelle où nous assemblons tout pour construire la batterie. Ainsi, obtenir les matériaux n'est pas un problème, c'est un problème de les amener aux bonnes propriétés afin qu'ils soient électrochimiquement optimisés pour une charge rapide. Et cela fait également partie du défi lorsqu'on nous demande quand cela sera disponible pour la production de masse. Une partie de cela est la construction de la chaîne d'approvisionnement et cela prendra quelques années, car vous pouvez acheter les matériaux, mais vous devez toujours les traiter en grande quantité.
«Nous essayons de réaliser une percée dans la chimie de la cellule car c'est le facteur limitant aujourd'hui pour essayer d'obtenir une charge rapide. Dans une batterie lithium-ion, l'électrolyte est constitué des ions lithium qui se déplacent de l'anode à la cathode ou inversement. Lorsque cela se produit, cela crée un mouvement d'électrons et c'est l'électricité que vous obtenez de la batterie. Généralement, ce que vous faites est de préparer ce que nous appelons une "boue", qui est la partie humide du processus où vous mélangez tous les matériaux ensemble, que vous mettez ensuite sur du papier d'aluminium pour transformer tout le courant », explique Myersdorf (photo ci-dessous).
Il poursuit en ajoutant :« Il est ensuite mis dans un four pour sécher et les électrodes, qui sont codées des deux côtés, sont coupées à peu près à la taille des cartes de crédit. Pour fabriquer la batterie, nous les empilons - anode sur cathode, anode sur cathode - jusqu'à ce que nous obtenions la quantité d'énergie souhaitée pour la cellule. La cellule est scellée et après cela, elle passe par un processus de formation qui donne à la cellule ses propriétés électro-capables. »
Sept ans de fabrication, la batterie a 14 modules en série, chacun avec 12 cellules, et chacun de 1 ampère heure. La capacité totale est de 13 ampères-heures, soit environ 0,75 kWH.
StoreDot travaille ensuite avec des partenaires tels qu'Armicell pour intégrer les cellules dans un produit final. Chaque tension de cellule est testée et alignée en interne, avec une faible résistance interne pour permettre une charge rapide. StoreDot a également ajouté des agents anti-dégradation dans la chimie de la batterie pour résoudre le problème des problèmes rencontrés par les batteries à charge rapide (usure rapide des batteries).
Jusqu'à présent, ils n'avaient jamais essayé de transformer la cellule en un produit et l'idée de démontrer leur capacité à charger rapidement leur batterie de scooter en cinq minutes est venue de BP, c'est donc avec impatience que la presse mondiale a regardé cet événement fascinant.
La batterie a démarré avec une charge de 15 % (avec une autonomie de 20 kilomètres) et elle a été placée dans un chargeur doté de ventilateurs pour permettre le refroidissement avec la charge. Il a ensuite été connecté à un écran en direct indiquant la tension, la température, les ampères-heures, le pourcentage de batterie et le laps de temps.
La charge a commencé à 43 volts (la charge de décharge et d'impulsion varie de 40 à 50, ce qui est leur coupure) et une température extérieure de 33 degrés (elle peut monter jusqu'à 45 degrés avant de s'éteindre) et 130 ampères, ce qui est le courant de charge idéal. Lorsqu'ils l'ont testé précédemment, la température extérieure n'a jamais atteint plus de 32 degrés, mais malgré une montée à 37 degrés, 5 minutes 10 secondes plus tard, il a atteint 100 % de charge, par rapport au temps de charge normal d'environ quatre heures, donnant au scooter assez de jus. parcourir 70 kilomètres. C'est assez impressionnant et c'est certainement avantageux lors de longs trajets.
Bien que cela équivaut à un taux de charge en miles par heure similaire à celui d'une batterie Tesla Model S actuelle, l'important est que la technologie de la batterie soit évolutive, ce qui permet de charger des packs beaucoup plus volumineux, date à laquelle nous pourrions voir des points de charge de 350 kW se généraliser. le long des réseaux autoroutiers à travers l'Europe, ce qui fait de la technologie de StoreDot la pièce manquante du puzzle est la chimie qui permet une charge complète de cinq minutes, plutôt qu'une simple recharge.
StoreDot et BP prévoient de mettre sur le marché ses batteries de scooter en 2021, alors qu'il annonce également qu'il pourra recharger un modèle Daimler et Mercedes-AMG en cinq minutes. La batterie automobile aura besoin de dix fois plus de cellules d'alimentation que la batterie du scooter et d'un moyen de refroidissement encore plus efficace pendant son utilisation, explique Myersdorf. À cette fin, il convient également de noter que StoreDot est en pourparlers pour construire sa Gigafactory proposée aux États-Unis ou en Europe, qui commercialiserait et produirait sa technologie FlashBattery pour le marché de masse.
Nous laisserons le dernier mots à Myersdorf:«Au lieu de faire ce que tout le monde fait qui essaie d'étendre la plage entre les charges, nous adoptons une approche différente qui est une autre façon d'atténuer l'anxiété de la plage qui est une charge ultra-rapide, donc l'expérience est similaire pour faire le plein d'une voiture conventionnelle sans les émanations. Il y a beaucoup de choses qui doivent tomber dans cet endroit pour que cela se produise. L'un est l'infrastructure, comme John l'a dit plus tôt, avec les capacités du réseau et en examinant comment cela peut soutenir l'adoption massive des véhicules électriques et la station de charge qui doit avoir une puissance d'au moins 350 kW. Ensuite, il devrait y avoir une approche à plusieurs niveaux de la charge avec des prix échelonnés en fonction de différents taux de charge, ce qui contribuera également à optimiser la durée de vie de la batterie.
"Le vrai changement de jeu est si la batterie elle-même peut prenez toute la puissance - de zéro à 100 % - en cinq minutes et c'est ce que nous visons. BP nous dit que, selon les données publiées par Fastned, la charge très élevée réelle ne se produit que pendant quelques minutes, puis redescend directement afin de protéger la batterie. Grâce à notre technologie, il y a beaucoup moins de résistance avec les matériaux, vous pouvez donc rester dans ce qu'on appelle un mode de courant constant permettant une charge complète en cinq minutes. Certains des plus grands acteurs montrent qu'ils peuvent atteindre une charge complète de 30 minutes en quelques années, donc ce que StoreDot a réalisé est un bond en avant en termes de capacités de l'industrie."
