Are batteries the right option for a sustainable development?

Abstract

Les enjeux liés au stockage de l’énergie ont conduit, au cours de cette dernière décennie, à un foisonnement scientifique donnant naissance à des innovations spectaculaires dans le domaine des batteries. Ces innovations font aujourd’hui de la mobilité électrique une réalité et vont également faciliter le déploiement des énergies renouvelables. Dans le contexte du déploiement massif de batteries attendu, il est légitime de se demander quelle sera la batterie du futur et, en particulier, si cette batterie sera la bonne option pour un développement durable. Il s’agit d’un challenge énorme qui peut conduire à une myriade d’opportunités. C’est ce à quoi ce manuscrit va tenter de répondre en se penchant sur de nombreux aspects de la recherche. Nous traiterons en effet de l’amélioration des performances — en termes d’autonomie, de durabilité et de sécurité — du développement de batteries plus éco-compatibles, voire plus intelligentes, reposant sur de nouvelles chimies à base de matériaux abondants, ou encore de procédés de recyclage innovants ou d’injections de fonctionnalités de diagnostic-autoréparation. Face à ce champ des possibles, optimisme et enthousiasme doivent prévaloir sur la morosité afin d’encourager nos jeunes talents à prendre part à cette aventure passionnantes. The challenges related to energy storage have led, over the past decade, to a scientific proliferation giving birth to spectacular innovations in battery research. They have contributed in making todays electric mobility a reality, and have been key enablers in the deployment of renewable energies. However, it is legitimate to wonder what will be the battery of the future and, in particular, if this battery will be the right option for sustainable development. This is what this manuscript addresses by discussing many aspects of battery research enlisting performances improvements in terms of autonomy, durability and safety. Moreover it presents on ongoing strategies aiming towards the development of more eco-compatible and smarter batteries, based either on new chemistries enlisting abundant metals (Na-ion), on innovative recycling processes or on the injections of smart sensing and self-healing functionalities. Such a diversity of fundamental scientific challenges emerging from concrete technological bottlenecks generates a myriad of fascinating opportunities to arouse new generation of talented students to take part in this exciting adventure.