La startup allemande Theion vient de lever le voile sur sa technologie de batterie plus vertueuse, beaucoup moins coûteuse, d’une durée de vie allongée, rechargeable très rapidement, et promettant de multiplier par 3 les autonomies offertes avec les packs lithium-ion utilisés actuellement pour la mobilité.
La persévérance des chercheurs est incontournable pour faire évoluer les technologies, et transformer les vilains petits canards en séduisantes solutions pour booster la mobilité durable. C’est le cas des batteries lithium-soufre dont on a longtemps pensé qu’elles ne pourraient pas être exploitées pour la mobilité du fait de leur faible longévité et de leur rendement énergétique en retrait.
Depuis quelques mois, les annoncent se succèdent pour prévenir de l’arrivée certaine de cette technologie sur le marché à horizon 2024-2025. Et ce, aussi bien pour les appareils nomades que dans les voitures électriques.
Il y a quelques mois, des chercheurs de l’université du Michigan ont révélé leur usage de Kevlar recyclé pour parvenir à des cellules capables d’encaisser plus de 1 000 cycles de décharge/recharge.
Cette durée de vie supérieure à 1 000 cycles est également au programme de la jeune entreprise installée à Berlin. Elle espère accrocher pour sa batterie Crystal une densité énergétique volumétrique dépassant les 1 500 Wh/l, et une capacité de puissance de 12 kW/kg. La plage de fonctionnement de ses cellules à cathode lithium-soufre serait comprise entre -20° et 60° C.
Avec ces caractéristiques, Theion promet une autonomie triplée pour un usage dans la mobilité électrique. Ce qui se traduirait sans doute par un coût de production plus élevé ? Même pas, et bien au contraire. Et ce, pour 2 raisons.
Tout d’abord du fait du remplacement par le soufre de matériaux critiques et onéreux, comme le cobalt et le nickel qui sont absents des batteries Crystal. « Le soufre est 99 % moins cher à produire que les matériaux de cathode utilisés dans les batteries lithium-ion de pointe existantes », confirme la startup allemande dans son communiqué de presse daté du 29 mars 2022.
Selon Theion, en prenant en compte les besoins depuis l’extraction de la matière jusqu’à la fin de la fabrication des cellules, les besoins en énergie sont réduits de 90 % avec sa technologie. Disponible en abondance, le soufre n’impose pas de recourir à une exploitation minière nocive. Il est par exemple un sous-produit de nombreux processus industriels.
Pour une durée de vie allongée de ses batteries Crystal, l’entreprise combine les propriétés de ce matériau cristallin (d’où le nom) avec des nanotubes de carbone et un électrolyte solide exclusif.
« Nous utilisons les cristaux de mère nature sous la direction de nos procédés brevetés pour libérer tout le potentiel du soufre en tant que vecteur énergétique », a commenté Marek Slavik, cofondateur et directeur technique de Theion.
La startup allemande compte exploiter 3 sites à Berlin pour mettre au point sa technologie. Ils sont respectivement spécialisés dans la conception, le prototypage et les tests de cellules. Theion ajoutera progressivement des unités de fabrication lors du passage à la phase industrielle.
Si leurs localisations n’ont pas encore été arrêtées, c’est tout simplement parce que les gigafactories seraient construites à proximité des principaux clients, en Europe, aux Etats-Unis et en Asie. Et ce, afin d’abaisser encore l’empreinte environnementale des biens et systèmes exploitant les batteries Crystal.
Les premiers bénéficiaires seront des entreprises de l’aérospatiale. Elles recevront dès la présente année 2022 (production de quelques kilowattheures) du matériel de Théion dans le cadre d’une phase de qualification sur des avions, taxis aériens et drones.
L’industrie des appareils nomades sera ensuite servie, permettant alors de chiffrer la production en mégawattheures. A horizon 2024, c’est la filière automobile et l’industrie des appareils volants électriques qui pourraient bénéficier de ses cellules à cathode lithium-soufre. La production se comptabiliserait en gigawattheures dès 2025.
Il faut chercher dans l’arrivée de Team Global au capital de Theion la composition de cette feuille de route. Cette holding technologique, avec des bureaux à Berlin et Palo Alto (Californie), est dirigée par le fondateur Lukasz Gadowski.
Elle compte entre autres dans son portefeuille les sociétés Autoflight et Volocopter spécialisées dans les taxis volants, Zapata Racing connue pour ses engins à sustentation hydropropulsés, le constructeur d’eVTOL Archer Aviation, l’opérateur d’autopartage Miles Mobility, et Delivery Hero qui livre des plats cuisinés.
« La batterie Crystal de Theion est parfaite pour toutes les applications de mobilité, tout en étant massivement durable, et capable de prolonger d’un facteur 3 et en toute sécurité le temps d’utilisation des appareils portables, l’autonomie des voitures électriques et la durée de vol des applications eVTOL et des avions électriques », a justifié Lukasz Gadowski.
« A une époque où la demande de l’industrie pour les batteries augmente, mais où le coût des matériaux et l’approvisionnement durable connaissent une volatilité, la percée de Theion est idéalement chronométrée », considère le dirigeant de Team Global.
Autre heureuse arrivée chez Theion, celle d’Ulrich Ehmes comme PDG. Il bénéficie d’une longue expérience dans l’industrialisation de la production de batteries au sein d’entreprises comme Leclanché. En outre il siège au conseil d’administration d’importants groupes de recherche sur les batteries financés par le ministère allemand de la Recherche et de l’Education.
Il est également membre d’associations européennes et nationales de la filière des batteries. Sa nomination à la tête de la startup confirme la prochaine commercialisation des batteries Crystal.
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