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Des piles à combustible dans les téléphones mobiles en 2010
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Le CEA vient d'annoncer que des minipiles à combustibles seraient commercialisées en 2010 dans les téléphones portables (sans doute avant comme chargeurs de secours) et la cartouche de recharge ne coûtera alors pas plus de 1 ? au consommateur.
Si le CEA Grenoble, au sein du laboratoire Liten, s'est orienté très tôt - en 2003 - vers la pile à combustible à hydrogène, c'est surtout parce que seul ce type de pile lui paraissait présenter des performances potentielles de densité d'énergie stockée en rupture avec celle des accumulateurs : le méthanol, par exemple, ne permet de tirer que 20 à 30 mW/cm 2 d'électrode alors que l'hydrogène permet d'atteindre 200 à 300 mW/cm 2 .
En pratique, seuls quelques centimètres carrés d'électrodes micro-usinées en silicium - une technique bien maîtrisée au CEA - formant un coeur de pile plate suffisent pour fournir une puissance de 2 W en continu avec de l'hydrogène comme combustible. Mais, bien sûr, il est hors de question de stocker de l'hydrogène gazeux ou liquide sous une pression de 600 bars dans un radiotéléphone. L'essentiel du travail du CEA consiste donc, dans le cadre de cette filière, à mettre au point une cartouche - jetable pour éviter toute recharge dangereuse - susceptible de générer « suffisamment » d'hydrogène avant d'être remplacée.
Le Liten a décidé de faire générer l'hydrogène nécessaire par réaction chimique de l'eau sur du borohydrure de sodium. Les cartouches prototypes se composent ainsi de deux parties : un réservoir d'eau et une enceinte contenant de l'hydrure. Tant que la pression dans cette enceinte est faible, de l'eau arrive sur l'hydrure, qui dégage alors de l'hydrogène. Ce dégagement augmente la pression d'hydrogène jusqu'à une certaine limite bloquant l'arrivée d'eau. La réouverture de l'alimentation en eau ne sera ultérieurement provoquée que par une chute de pression d'hydrogène dans l'enceinte, chute due à la consommation de ce gaz par la pile et ainsi de suite.
Le dernier prototype de cartouche réalisé a déjà une forme très finie, semblable à celle d'un briquet jetable ; mais il est relativement gros : 50 cm3 . Il pourrait tout de même être adopté par Nokia vers 2008-2009 sous une forme compacte de 30 cm3 (prête au CEA fin 2006), pour faire office, avec la pile, de chargeur de secours.
L'ensemble réservoir et pile du CEA atteint aujourd'hui une capacité massique de 220 Wh/kg. C'est déjà très bien comparé aux 190 Wh/kg des meilleures technologies lithium-ion, surtout si l'on tient compte de la recharge presque instantanée que peut apporter l'échange de la cartouche réservoir. Mais l'objectif du laboratoire de recherche est de parvenir à 800 Wh/kg d'ici 2009, soit presque quatre fois mieux. Dans un format intégrable au sein d'un radiotéléphone, en 2010 si tout se passe comme prévu, le CEA fait le pari que la cartouche pourra être proposée initialement à 2 ?, puis rapidement à 1 ?.
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