Remontez le temps de quelques décennies en arrière, et la seule fois où une personne moyenne aurait beaucoup pensé aux piles, c’était quand l’électricité serait coupée, et qu’elle avait soudainement besoin de recharger sa lampe de poche ou sa radio portable. Mais aujourd’hui, les batteries haute capacité font désormais partie intégrante de notre mode de vie de plus en plus numérique. En fait, il y a de fortes chances que l’appareil sur lequel vous lisez ceci fonctionne actuellement sur batterie, ou du moins, en soit capable.
Apprenons donc à mieux connaître les batteries. Quel est le procédé chimique qui leur permet de fonctionner ? D’ailleurs, qu’est-ce qu’une batterie en premier lieu ?
Ce sont ces questions, et bien d’autres, qui ont constitué cette semaine le Battery Engineering Hack Chat avec Dave Sopchak. Notre dernier Hack Chat de 2022 a fini par être l’un des plus longs de mémoire récente, la conversation commençant plus d’une heure avant le coup d’envoi prévu et se poursuivant encore une demi-heure après le moment où le maître de cérémonie Dan Maloney a officiellement prononcé ses remarques de clôture. Pas mal pour un sujet qui est si souvent pris pour acquis.
De manière quelque peu contre-intuitive, le Battery Engineering Hack Chat a en fait commencé par une discussion animée sur les piles à combustible – un sujet avec lequel Dave a également une expérience considérable. Considérant qu’ils ont propulsé les missions Apollo vers la Lune dans les années 1960, on pourrait penser qu’ils seraient maintenant intégrés dans l’ancien Wagon Queen Family Truckster.
La réalité est que nous n’avons pas le réseau de distribution d’hydrogène qui rendrait ces véhicules pratiques, mais bien sûr personne ne va construire ce réseau à moins qu’il y ait une demande, donc c’est quelque chose d’un problème récursif. En ce qui concerne les piles à combustible alimentant nos maisons, Dave souligne que ces unités ont tendance à fonctionner au gaz naturel, ce qui les rend peu attrayantes compte tenu de la forte poussée vers les ressources renouvelables.
À partir de là, le sujet passe aux supercondensateurs, ce qui conduit à son tour à une discussion sur ce qui est et n’est pas une batterie. Le lecteur Hackaday moyen sait sûrement qu’un condensateur et une batterie sont conceptuellement similaires en ce sens qu’ils stockent de l’énergie, mais la comparaison s’arrête là. Comme l’explique Dave, pour être considéré comme une vraie batterie, il doit y avoir une réaction chimique. Bien que nous ne le réalisions peut-être pas, il se passe en fait pas mal de choses à l’intérieur de cette pochette lithium-ion indescriptible ; les électrodes positive et négative changeront considérablement de volume lors du passage d’un état déchargé à un état chargé, produit d’oxydation et de réduction.
Dave poursuit en disant que la nature intrinsèquement dynamique des batteries est la raison pour laquelle il conteste les soi-disant «batteries à semi-conducteurs» dont beaucoup espèrent qu’elles fourniront la prochaine génération d’alimentation portable. Un véritable composant à semi-conducteurs, c’est-à-dire un dispositif à semi-conducteur sans pièces mobiles, ne subirait pas de changements de volume pendant l’utilisation. Ainsi, comme les électrodes à l’intérieur d’une batterie subissent une oxydation ou une réduction, elles ne peuvent pas, par définition, être à l’état solide.
Dave dit que la « définition informelle et en constante expansion » de ce qui fait une batterie ne sert qu’à brouiller les pistes autour de la technologie. Autre exemple, les « batteries » à radio-isotopes qui alimentent les sondes spatiales lointaines et les rovers martiens sont plus précisément connues sous le nom de bêtavoltaïques – en ce sens qu’elles fournissent de l’énergie non pas par une réaction chimique mais par des particules bêta émises par une source radioactive.
Le chat couvre vraiment beaucoup de terrain, qui n’est pas strictement lié à la technologie de la batterie, et constitue une lecture amusante lors d’une longue nuit d’hiver. Nous tenons à remercier Dave Sopchak de s’être arrêté et d’avoir stimulé une discussion aussi fascinante et animée, clôturant la saison 2022 de Hack Chats sur une note positive.
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Le Hack Chat est une session de chat en ligne hebdomadaire animée par des experts de premier plan de tous les coins de l’univers du piratage matériel. C’est un excellent moyen pour les pirates de se connecter de manière amusante et informelle, mais si vous ne pouvez pas le diffuser en direct, ces articles de synthèse ainsi que les transcriptions publiées sur Hackaday.io vous permettent de ne rien manquer.