Salon Auto de Genève: Quant NanoFlowCell, la voiture électrique qui carbure à l’électrolyte!

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Une innovation intéressante dans le milieu de la propulsion électrique : la pile à combustible alimentée par un fluide électrolytique « vidangeable »…

Reste à voir: prix réel de la solution d’électrolyte, bilan global…et dans tous les cas cela mettra des années avant de trouver des pompes à électrolyte !

On est encore très loin (facteur 20) de la densité énergétique du pétrole…Mais ce facteur peut être, en pratique, divisé par un facteur de 3.5 compte tenu des rendements « réservoir-roue » bien plus élevés (80 à 90%) d’un véhicule électrique que d’un thermique (20 à 25%)…

Présentation par Pierre Langlois!

En savoir plus et débat technologique sur les forums: Quant Nano Redox Flowcell, l’innovation 2014 dans la propulsion électrique?

Bonjour à tous

Quand j’ai vue la technologie et les performances de la voiture expérimentale Quant de la compagnie NanoFLOWCELL ( http://www.nanoflowcell.com/ ), qui vient d’être présentée aujourd’hui au Salon de l’auto de Genève, mes yeux se sont écarquillés comme jamais et ma stupéfaction était complète! Et pourtant j’en ai vu des modèles de voitures électriques. Voici deux photos prises sur le site de NanoFLOWCELL

Quant Nanoflowcell

Quant Nanoflowcell

Sans vous faire languir plus longtemps, il s’agit d’une limousine sport munie de 4 moteurs-roues (170 kw de puissance crête chacun) pouvant atteindre 380 km/h, tout en accélérant de 0 à 100 km/h en 2,8 secondes qui laisserait la Model S de Tesla loin derrière (la Tesla model S fait le 0-100 km/h en 4,2 secondes). Et, oh surprise, on ne la branche pas pour la recharger. On fait simplement le plein de 400 litres d’électrolyte (eau «salée»), après avoir vidangé l’électrolyte «usé» par la réaction chimique qui se passe dans ce qu’on appelle une Redox Flowcell, un mélange de batterie et de pile à combustible. En principe, l’électrolyte peut être recyclé et réutilisé. Le réservoir est quand même moins volumineux et moins lourd que la batterie de 85 kwh de la Tesla. Le résultat est une autonomie entre les pleins de 400 km à 600 km selon les habitudes de conduite (la vitesse).

Pourquoi n’a-t’on jamais utilisé de Redox Flowcell jusqu’à maintenant me direz-vous? Et bien parce qu’elles sont trop lourdes et pas assez efficaces. Or c’est là l’innovation majeure qu’apporte NanoFLOWCELL, ils ont amélioré de façon très importante les performances des Redox Flowcell commerciales actuelles, au point qu’il est possible maintenant de l’intégrer dans une voiture. Voici d’ailleurs ce qu’on trouve sur le site

redox flowcell

énergie spécifique de stockage

Vous remarquerez qu’il y a deux coquilles dans le tableau, les unités de l’énergie spécifique sont des wh/kg et pas des w/kg, et c’est la même chose pour les unités comparées dans le facteur de comparaison de la dernière colonne. Ils ont donc amélioré d’un facteur 5 la quantité d’énergie stockée dans un kg des Redox flowcell conventionnelles et le même facteur 5 par rapport à la plupart des batteries Li-ion utilisées présentement, sauf pour les batteries de la Tesla ou le facteur serait plutôt de 2,5 en faveur de NanoFLOWCELL (Les batteries Li-ion de Panasonic utilisées par Tesla ont une énergie spécifique de 240 wh/kg). NanoFLOWCELL a donc accompli tout un exploit!

Maintenant, concernant les moteurs-roues, si les performances qu’ils avancent sont avérées (170 kw par moteur), ils ont atteint le niveau de performance qu’avait atteint Pierre Couture il y a 20 ans à l’Institut de recherche d’Hydro-Québec. La puissance de son moteur, à 100 km/h était de 100 à 110 kw, mais n’oublions pas qu’il avait une roue de 15 pouces alors que la Quant a des roues de 20 pouces au moins. Malheureusement, je n’ai retrouvé aucune information sur le fabricant. À moins que NanoFLOWCELL les aient développés eux-mêmes, ce qui serait pratiquement incroyable compte-tenu des performances supérieures de ces moteurs-roues par rapport à ceux qui sont disponibles sur le marché. Ils auraient alors à leur actif deux technologies révolutionnaires. Notons qu’ils opèrent leurs moteurs-roues à 600 volt, ce qui est une plus haute tension qu’aucun moteur électrique pour voiture sur le marché. Par ailleurs, NanoFLOWCELL revendique un couple maximum par moteur de 2900 Nm théorique, soit un total de 11 600 Nm! C’est sans précédent. Pierre Couture avait 4 800 Nm pour 4 moteurs-roues de 15 pouces. Mais attendons les vraies performances homologuées. Gardons-nous encore une petite gêne.

Les moteurs-roues ont un avantage extraordinaire sur un moteur électrique central avec différentiel, et dont je n’ai pas beaucoup parlé. Il s’agit de la poussée vectorisée (Torque vectoring) qui consiste à contrôler indépendamment les 4 moteurs par ordinateur. Ceci permet, entre autres des systèmes antirérappages uniques et une tenue de route exceptionnelle. Un des quatre moteurs-roues peut même tourner en sens contraire des autres. Autant l’antidérappage que le freinage ABS ne sont plus maintenant que des logiciels, qui peuvent être mis à jour par le fabricant grâce au système de communication de bord, sans avoir à aller au garage pour un rappel. Bienvenu dans le 21e siècle.

Bon, maintenant, je vais me calmer et regarder si l’utilisation de la nanoFUELCELL est pertinente, malgré l’autonomie allant jusqu’à 600km. Tout d’abord l’électrolyte est une solution aqueuse qui gèle en hiver, à moins qu’on puisse y intégrer un antigel qui ne dégrade pas les performances. Ensuite il y a des nano porteurs de charge introduits dans l’électrolyte et qu’il faudrait récupérer par recyclage. Donc beaucoup de manutention de nanoparticules peut poser éventuellement un risque pour la santé. Ensuite, il faut vidanger les deux réservoirs de 200 litres chacun à tous les 600 km et remettre 400 litres de nouveaux liquides. C’est 8 fois plus de volume que le 50 litres d’essence qu’aurait une telle voiture si elle avait un moteur thermique. Ça fait des gros réservoirs aux stations services! Enfin, on ne sait pas quelle quantité d’électricité est requise pour recharger les liquides. Est-ce qu’on aura besoin de 10 %, 30 % ou 60 % de plus d’électricité par kilomètre en bout du compte par rapport à une vouture électrique à batterie? Ce sont toutes des préoccupation auxquelles on doit avoir des réponses convenable pour que la nanoFLOWCELL ait un avenir.

En admettant que toutes ces préoccupations aient une réponse positive, je mettrais quand même une batterie de 80 km d’autonomie qu’on recharge sur le réseau tous les jours, de manière à ne faire le plein d’électrolytes que pour 15 % des kilomètres environ, au lieu de 100 % comme le prévoit NanoFLOWCELL. C’est beaucoup plus logique.

En terminant, mentionnons que NanoFLOWCELL a l’intention de finalyser 4 autres prototypes cette année et qu’il espèrent démarrer une production en petites séries en 2016. Pour cela, il faut qu’ils fassent homologuer leur batterie à circulation pour être utilisée dans des voitures, une tâche pour laquelle ils se sont associé à la firme Bosch Engineering Gmbh.

Que d’imagination et d’audace!

Bien cordialement

Pierre Langlois, Ph.D., physicien

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