La production de ciment génère énormément de gaz à effet de serre. Son processus de fabrication est en effet particulièrement polluant puisqu’il nécessite de chauffer la matière première du ciment à des températures très élevées. Très utilisé dans le secteur de la construction, le ciment est donc un mauvais élève en matière d’environnement, mais grâce aux récents travaux d’une équipe de chercheurs de l’Université de Chalmers, en Suède, cela pourrait changer.

Les chercheurs sont en effet parvenus à développer un prototype de batterie à base de ciment dont le rendement pourrait être plus intéressant que les précédents concepts de ce type. Car oui, l’idée de fabriquer une sorte de ciment intelligent n’est pas nouvelle, mais le concept n’a jamais réellement décollé en raison de ses performances très limitées. « Les résultats de précédentes recherches sur les batteries à base de béton montraient une performance très faible. Nous avons compris que nous devions sortir des sentiers battus et trouver une autre manière de produire les électrodes », a indiqué Emma Zhang, l’une des chercheurs.

Une structure en trois couches

Le nouveau prototype mis au point dans le laboratoire de l’université suédoise est composé de trois couches. La première fait office de cathode et est composée de ciment qui abrite un grillage en fibre de carbone recouvert de nickel. La deuxième couche est similaire à la première, mais sert d’anode. Son grillage en fibre de carbone est donc recouvert de fer. Enfin, la troisième couche est composée de ciment classique et sert de séparateur entre les deux autres.

Crédit : Yen Strandqvist – Université de Chalmers

Cette structure affiche une densité énergétique moyenne de 7 w/h par m² ce qui est loin d’être impressionnant, mais selon les chercheurs, cela serait toutefois 10 fois plus élevé que les résultats des précédentes batteries en ciment.

Un défi pour le futur

En comparaison aux batteries traditionnelles, la densité énergétique du prototype est très faible, mais cet aspect négatif est atténué par le fait que les bâtiments ou les routes exigent des volumes importants de ciment et donc, de batterie. « Il serait possible d’intégrer cette couche d’électrode sur n’importe quelle surface de béton. Nous parlons donc de volumes énormes », fait valoir Emma Zhang.

Mais si la chercheuse Emma Zhang se montre particulièrement enthousiaste vis-à-vis de cette conception, la batterie en ciment de l’Université de Chalmers devra encore relever de nombreux défis avant de pouvoir réellement être intégrée à des infrastructures. Les chercheurs sont en effet parvenus à démontrer la faisabilité du concept, mais de nombreux obstacles se dressent encore sur son chemin. « Les bâtiments en béton sont en général conçus pour durer 50 voire 100 ans. Les batteries devront donc afficher une durée de vie similaire, ou alors être faciles à remplacer et à recycler. Tout cela pose un énorme challenge sur le plan technique », concède la chercheuse.

S’ils parviennent à trouver des solutions pour utiliser cette batterie en ciment, cette dernière pourrait également être utilisée pour alimenter des LED, mais aussi fournir une connexion 4G.