Selon un article de Science, des chercheurs ont mis au point une nouvelle façon de stocker l'électricité dans le ciment, en utilisant des matériaux bon marché et abondants. S'il était étendu à plus grande échelle, ce ciment pourrait contenir suffisamment d'énergie dans les fondations en béton d'une maison pour répondre à ses besoins énergétiques quotidiens. À plus grande échelle, les routes électrifiées pourraient alimenter les voitures électriques pendant leur conduite. Et si les scientifiques parviennent à trouver un moyen de réaliser tout cela à moindre coût, ces avancées pourraient offrir une capacité presque illimitée de stockage d'énergie à partir de sources renouvelables intermittentes, telles que l'énergie solaire et éolienne.

Jusqu'à présent, les dispositifs en ciment sont petits, juste assez grands pour alimenter quelques ampoules DEL. Mais des efforts sont déjà en cours pour les reproduire à une plus grande échelle.  

Ces dispositifs constituent une sorte de batterie simplifiée appelée supercondensateurs. Ils sont constitués de deux plaques électriquement conductrices séparées par un électrolyte conducteur d'ions et une fine membrane. Lorsque l'appareil est chargé, les ions chargés positivement de l'électrolyte s'accumulent sur une plaque, tandis que les ions chargés négativement s'accumulent sur l'autre.

La quantité de stockage d'énergie dépend de la surface totale des plaques conductrices du supercondensateur. Depuis des décennies, les chercheurs tentent de les incorporer dans des matériaux structurels, comme le béton utilisé dans les routes et les bâtiments, ou les composites de carbone utilisés dans les carrosseries automobiles et aéronautiques. Contrairement aux meilleures batteries actuelles, les supercondensateurs utilisent généralement des électrolytes ininflammables, ce qui les rend plus sûrs.

Le problème est que le ciment, un ingrédient principal du béton, est normalement un mauvais conducteur électrique. Ainsi, ces dernières années, plusieurs groupes ont fabriqué des supercondensateurs structurels en ajoutant au ciment des formes de carbone hautement conductrices, comme le graphène ou les nanotubes de carbone. Bien que ceux-ci soient performants, ces ingrédients sont coûteux et difficiles à produire pour les volumes massifs utilisés dans l'industrie du ciment.

À la recherche d'une alternative moins coûteuse, les chercheurs se sont tournés vers une forme ancienne de carbone en poudre connue sous le nom de noir de carbone. Bon marché et abondant dans le monde, le noir de carbone est également très conducteur.

Si du ciment au noir de carbone était utilisé pour fabriquer un volume de béton de 45 mètres cubes – soit à peu près la quantité utilisée dans les fondations d'une maison standard –, il pourrait stocker 10 kilowattheures d'énergie, soit suffisamment pour alimenter un foyer moyen pendant une journée. Si la même approche était utilisée pour construire des routes, le béton électrifié pourrait stocker l'énergie renouvelable et la fournir aux voitures électriques par des chargeurs inductifs. Une approche pourrait consister à envoyer de l'électricité sous les voitures par l'entremise de bobines de cuivre intégrées dans la chaussée, un peu comme la façon dont les chargeurs sans fil rechargent les téléphones intelligents. Une telle technologie est déjà développée en Allemagne et aux Pays-Bas.

Pour réussir leur pari, les chercheurs devront reproduire à plus grande échelle les plaques de la taille d'un bouton, ce qui n'est pas anodin.