Les véhicules électriques ont le vent en poupe. Et pour cause, ils s’inscrivent parfaitement dans la dynamique de transition écologique prônée par de nombreux pays à travers le monde. Toutefois, malgré leurs nombreux avantages, les voitures électriques n’échappent pas à certaines vulnérabilités, dont la plus notable concerne la durée de vie de leurs batteries. En effet, ces dernières sont particulièrement sensibles aux variations de température, ce qui peut conduire à leur dégradation prématurée. Quelle pourrait être la clé pour résoudre cette problématique ? Une équipe de chercheurs de l’Université Jiao Tong de Shanghai, en Chine, a peut-être trouvé la réponse avec leur invention « Janus ». Mais qu’est-ce donc que cette « cape thermique » ?
La batterie, ce talon d’Achille des voitures électriques bientôt un simple souvenir ?
Les véhicules électriques sont sur la voie rapide. Ils s’inscrivent parfaitement dans le courant de la transition écologique soutenue par de nombreux pays du monde entier. Cependant, malgré leurs nombreux avantages, les voitures électriques n’échappent pas à certaines vulnérabilités, notamment la durée de vie de leurs batteries. En effet, ces dernières sont particulièrement sensibles aux variations de température, ce qui peut entraîner une dégradation prématurée. Quelle pourrait être la solution à cette problématique ? Une équipe de chercheurs de l’Université Jiao Tong de Shanghai, en Chine, pourrait avoir trouvé la réponse avec leur invention, le « Janus Thermal Cloak » ou JTC.
Le Janus Thermal Cloak, un bouclier thermique pour les véhicules électriques
Inspiré par la façon dont la Terre se refroidit face au rayonnement solaire, le JTC fonctionne comme un bouclier thermique passif. La surface extérieure du JTC émet l’énergie qu’elle absorbe dans un spectre infrarouge à ondes longues, permettant ainsi à la voiture électrique de rester au frais. Il s’agit en somme d’un fonctionnement similaire à celui de la Terre qui se refroidit par le biais du refroidissement radiatif. Une solution qui se révèle à la fois simple, efficace et écologique pour préserver la durée de vie des batteries des véhicules électriques.
Des résultats convaincants
Les tests sur le terrain ont montré que le JTC peut réaliser un refroidissement sub-ambiant pendant la journée dans des conditions météorologiques chaudes et un réchauffement supra-ambiant pendant la nuit dans des conditions froides. Lors de ces tests, les chercheurs ont constaté que le JTC pouvait maintenir la température de l’habitacle d’une voiture à 22,8 °C, soit près de huit degrés en dessous de la température ambiante à l’extérieur du véhicule.
Un impact significatif sur l’autonomie des batteries
En régulant efficacement la température à l’intérieur des véhicules électriques, le JTC pourrait permettre d’économiser une part significative de l’énergie de la batterie. Les systèmes HVAC peuvent représenter une part importante de l’utilisation d’énergie d’un véhicule électrique, allant jusqu’à 30% ou plus selon certaines estimations. En réduisant ou en éliminant le besoin d’utiliser ces systèmes, le JTC pourrait permettre une économie d’énergie potentielle d’une ampleur similaire.
Une conception économique et durable
Le JTC est léger, avec une densité surfacique de 0.8607 g/cm3, ce qui peut être un facteur important pour le poids total d’un véhicule. De plus, il est constitué de matériaux abondants sur la Terre et peu coûteux, ce qui rend cette technologie accessible et durable. La fabrication du JTC peut être réalisée par des processus de filage et de rouleau à rouleau, ce qui permet une production facile à grande échelle.
Le recyclage des photons : une astuce thermique efficace
Le « recyclage des photons » est un processus par lequel l’énergie piégée entre la voiture et le JTC est renvoyée pour éviter la perte de chaleur. Cette méthode permet de maintenir une température intérieure stable dans la voiture, quelles que soient les conditions climatiques.
Un avenir prometteur
L’invention du JTC n’est qu’un début. Les chercheurs continuent à travailler sur cette technologie, cherchant à la rendre encore plus efficace et plus accessible. L’avenir nous dira si cette cape thermique réussira à s’imposer comme un standard dans le monde des véhicules électriques. Source : https://www.cell.com/device/fulltext/S2666-9986(23)00008-X
