Publié le 17 Juillet 2022 par Alain Weerens

Ingénieur Civil AIrBr

Collaborateur Industriel, ULB EPB BEAMS

Ces dernières années ont marqué l’essor du développement de l’ordinateur quantique, et avec, la promesse d’une démultiplication de la puissance de calcul.

Alors, pourquoi pas une technologie quantique qui démultiplierait la vitesse de chargement des batteries ?

Une équipe coréenne vient de modéliser la charge d’une batterie quantique versus une batterie classique. Leurs résultats, publiés dans la revue Physical review letters en avril 2022, montrent que la vitesse serait 200 fois plus rapide.

« Pour obtenir cet avantage quantique, les scientifiques ont regardé si les n cellules qui composent une batterie devaient dialoguer deux à deux ou si chacune devait dialoguer avec toutes les autres en même temps, en opération globale. Leurs équations ont validé la deuxième hypothèse. Alors qu’avec n cellules, la vitesse de chargement d’une batterie classique serait proportionnelle à n, pour la batterie quantique, elle varierait en n².

Ces recherches sont très intéressantes, mais pour l’instant, la charge quantique des voitures électriques réduite au temps d’un plein d’essence reste de la pure science-fiction.

Et pour cause, les applications font face à un verrou technologique de taille, celui de conserver la cohérence quantique tout en chargeant et déchargeant. », explique Brigitte Leridon, chercheuse CNRS au laboratoire de physique et d’étude des matériaux à l’ESPCI Paris.

Super-absorption

En parallèle, des chercheurs de l’Université d’Adélaïde pensent avoir découvert la super-absorption, qui pourrait conduire à produire des batteries quantiques pour les véhicules.

L’avenir des batteries serait en pleine révolution avec une technologie totalement nouvelle. En fait, les batteries quantiques pourraient résoudre bon nombre des problèmes qui, d’une manière ou d’une autre, freinent encore l’électrification de masse. Selon des études menées par l’Université d’Adélaïde, ces batteries bouleversent même le concept des batteries lithium-ion actuelles. Cette nouvelle découverte est une étape clé dans la vitesse de charge de cette technologie de nouvelle génération : plus elles sont grosses, plus elles se chargeront rapidement. Le principe est celui de la super-absorption.

Le Dr James Q. Quach, boursier Ramsay à l’École des sciences physiques et à l’Institut de photonique et de détection avancée (IPAS) de l’Université d’Adélaïde, a résumé la situation : « Les batteries quantiques, qui utilisent les principes de la mécanique quantique pour améliorer leur capacité, nécessitent moins de temps de charge à mesure qu’elles grandissent. »

« La couche active de la microcavité contient des matériaux semi-conducteurs organiques qui stockent de l’énergie. L’effet super-absorbant des batteries quantiques repose sur l’idée que toutes les molécules agissent collectivement grâce à une propriété connue sous le nom de superposition quantique. »

« À mesure que la taille de la microcavité augmente et que le nombre de molécules augmente, le temps de charge diminue. »

Le concept de super-absorption soutient cette théorie, et l’application de la technologie peut stimuler le développement de l’industrie des véhicules électriques si elle est adoptée par les fabricants dans le futur.

Les voitures et les motos équipées de batteries électriques n’auraient pas besoin d’attendre de longues heures à une borne de recharge si les batteries quantiques deviennent une réalité.

Nous sommes évidemment dans une phase expérimentale, mais la prochaine étape consiste à créer une batterie quantique fonctionnelle.