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Une pile à combustible qui tient dans la paume de la main. © Sony
Au salon d'Atlanta sur les petites piles à combustiblespiles à combustibles (Small FuelFuel Cells 2008), Sony vient de présenter un prototype de faibles dimensions et dont les performances rendent cette technique crédible pour les appareils mobilesmobiles. Ce boîtier de cinq centimètres par trois, d'une épaisseur d'environ un centimètre, peut en effet fournir des pics de puissance de trois wattswatts. Pour le recharger, il suffit de l'emplir de méthanol...
Comme d'autres industriels de l'électronique, qui cherchent une alternative aux batteries, Sony explore la voie des piles à méthanol direct, encore appelées DMFC (Direct Methanol Fuel Cell). Cet alcoolalcool, présent au niveau de l'anodeanode, est oxydé tandis qu'au niveau de la cathodecathode, de l'oxygène (provenant de l'airair ambiant) subit une réduction (une perte d'électronsélectrons). Dans une classique pile à combustible à hydrogènehydrogène, c'est ce dernier qui joue le rôle du méthanol. Cette solution technique présente l'intérêt de la miniaturisation possible. Elle résout également le problème du stockage de l'hydrogène. Mais les puissances que l'on peut en espérer restent faibles.
Les DMFC paraissent donc tout indiquées pour fournir de l'électricité à nos téléphones, nos baladeurs et nos appareils photo, mieux que ne le font les batteries, qui s'épuisent si rapidement et imposent de longs temps de recharge. Depuis plusieurs années, des prototypes sont ainsi présentés, chaque fois un peu plus proches du cahier des charges. En 2004, déjà, Toshiba réalisait une pile à combustible de la taille d'une petite pile.
Le prototype de Sony est constitué de six blocs de piles à méthanol direct (DMFC), d'un dispositif d'alimentation en méthanol (fuel regulator), d'un circuit électronique de contrôle et d'une batterie lithium-ion à polymère (également appelée lithium-polymère). © Sony
Déjà suffisante en puissance électrique mais encore trop encombrante
Les performances de ces DMFC dépendent largement des propriétés de l'électrolyte. Présent entre les deux électrodesélectrodes, ce matériaumatériau isole les deux compartiments mais laisse passer le flux d'électrons, comme dans toute batterie. Dans le modèle de Sony, il s'agit d'une membrane solidesolide recouverte d'une couche de fullerènefullerène. Cette moléculemolécule étrange est faite de 60 atomesatomes de carbonecarbone. C'est la version quasi-sphérique des nanotubes de carbonenanotubes de carbone (où les atomes s'organisent en un long cylindre) et du graphènegraphène (formé d'un plan d'épaisseur monoatomique). Les fullerènes semblent constituer une barrière efficace pour les atomes d'oxygène.
Le prototype de Sony comprend six blocs de DMFC, le système d'alimentation en méthanol, un circuit électronique de régulation et... une batterie. De type lithiumlithium-polymèrepolymère, elle sert à répondre aux pics de puissance, ce que ne pourrait pas faire la pile à combustible elle-même. L'ensemble pourrait alimenter un petit appareil portable. Pour illustrer ses performances, Sony explique que cette pile, avec 10 millitres de méthanol, permet à un téléphone portable de diffuser 14 heures de vidéo reçue en streaming.
L'engin n'a pas pour autant atteint tous les critères requis. L'encombrement reste important par rapport à nos minuscules batteries, d'autant que le boîtier montré par Sony ne comporte pas le réservoir. Il reste également à prendre en compte la nocivité du méthanol (ou alcool méthylique), un liquideliquide de surcroît inflammable. Mais un jour, peut-être, rechargera-t-on un mobile ou un appareil photo comme un briquet...
