Des scientifiques chinois créent une nouvelle batterie au méthanol

drone chinoisDes scientifiques chinois ont créé une batterie au méthanol qui change la donne et qui maintient un drone en l’air pendant 12 heures.

Les développeurs de FY-36 affirment avoir surmonté des tonnes de problèmes pour créer une batterie à alcool qui permet à un drone de 15 kg de voler pendant jusqu’à 12 heures. Avec 15 vols d’essai à son actif, une équipe chinoise réalise un vol au méthanol avec une compagnie allemande.

Les scientifiques travaillant sur un programme de développement de drones ont créé un système d’alimentation au méthanol révolutionnaire qui a maintenu leur drone en l’air pendant 12 heures.

Il leur a fallu plus de deux ans pour amener le véhicule aérien sans pilote FY-36 au stade du prototype volant, a déclaré Zhang Wenyu, directeur général de Feye UAV Technology, un fabricant de drones basé à Tianjin qui a collaboré avec le Dalian Institute of Chemical Physics, l’Académie chinoise des sciences, dans le nord-est de la province du Liaoning.

À 15 kilogrammes, le FY-36 à faible bruit peut être soulevé par un adulte ou transporté dans une camionnette, et les concepteurs ont déclaré que sa forme aérodynamique hybride – avec quatre hélices verticales – peut lui permettre de naviguer à des vitesses élevées, comme 90 km/h.

Avec une charge utile allant jusqu’à trois kilogrammes, le FY-36 a été conçu pour effectuer des tâches telles que l’inspection des lignes électriques, les missions de recherche et de sauvetage, la cartographie géologique et la collecte de renseignements militaires, mais sa source d’énergie est ce qui le démarque.

Sa pile à combustible au méthanol a été conçue pour produire suffisamment d’électricité pour un temps de vol allant jusqu’à 12 heures par charge. En comparaison, un drone selfie chinois DJI Spark à faible coût alimenté au lithium peut rester dans les airs pendant 15 minutes, tandis que le DJI Inspire 2 de qualité professionnelle peut à peine dépasser une demi-heure avec une batterie au lithium-ion.

“Il y avait des tonnes de problèmes qui devaient être résolus sur le terrain avant que le FY-36 ne prenne son vol inaugural en novembre 2019”, a déclaré lundi Zhang – qui a décrit la technologie comme un “changeur de jeu”.

La recherche sur les piles à combustible à Dalian a commencé dans les années 1960, lorsque l’Armée populaire de libération a lancé un programme de développement d’un engin spatial orbital. Cet effort a été abandonné au milieu des années 70 en raison du coût élevé et de sa complexité, mais le développement de piles à combustible utilisant des substances telles que le méthanol, l’hydrogène et le magnésium s’est poursuivi.

Au fil des ans, les travaux ont fourni des approvisionnements énergétiques à long terme pour les plates-formes militaires, y compris un submersible sans pilote qui peut fonctionner à une profondeur de plus de 10 000 mètres. Pendant ce temps, les développeurs ont tenté de se diversifier dans des secteurs civils tels que les transports publics et, plus récemment, les drones.

Les batteries qui fonctionnent au méthanol – un carburant abondant – sont simples. Lorsque l’alcool incolore s’écoule à travers la cellule de la batterie, ses molécules sont décomposées par un catalyseur en dioxyde de carbone et en eau, un processus qui libère une énorme quantité d’électrons.

Le méthanol, en théorie, peut stocker 70 fois plus d’énergie que le lithium-ion.

La réalisation de l’application réelle des piles à combustible au méthanol a présenté aux scientifiques de Dalian d’énormes obstacles. La conversion de l’énergie chimique en électricité était inefficace; le débit de méthanol dépendait de la température de l’air, ce qui signifie qu’une batterie pouvait avoir du mal en cas d’augmentation soudaine de la demande d’énergie, et le coût des composants, qui utilisaient des métaux précieux tels que le platine, était élevé.

Il leur a fallu des décennies pour surmonter ces obstacles.

Avant le vol d’essai inaugural du FY-36, la température au sol est tombée au point de gel et le cisaillement du vent a généré beaucoup de turbulence. Il n’était pas certain que la nouvelle source d’alimentation puisse fonctionner correctement dans de telles conditions défavorables, mais selon Zhang, le FY-36 avait effectué 15 vols d’essai.

L’équipe s’attendait à affiner les performances du drone en vol avant un lancement commercial l’année prochaine. Le coût du FY-36 n’était pas clair, mais Zhang a déclaré que le prix serait compétitif pour les clients qui commandaient en gros.

“Nous sommes définitivement intéressés par la batterie au méthanol”, a déclaré Xiao Yan, directeur du fournisseur de services de drones Eagle Brother basé à Shenzhen, dans le sud de la province du Guangdong, qui n’était pas impliqué dans le projet.

L’endurance – le temps dans les airs – était un gros problème dans le secteur des drones, et la plupart des drones de la flotte au lithium d’Eagle Brother devaient changer leurs batteries épuisées toutes les 30 minutes.

La société – qui fournit des drones à l’agriculture – avait envisagé les combustibles fossiles, a déclaré Xian. Sur un petit drone, le refroidissement du moteur était un défi, surtout sous la chaleur estivale. L’ajout d’un système de refroidissement à un moteur à essence augmenterait non seulement le coût du drone, mais réduirait la taille de sa charge utile.

Pour rejoindre la flotte Eagle Brother, les drones devaient soulever autant que ses modèles alimentés au lithium et arriver à un prix abordable. Le site Web de la société présentait des drones capables de soulever 16 kg.

La Chine n’est pas le seul pays à développer une technologie de pile à combustible pour le vol. En Allemagne, Lange Research Aircraft a construit l’Antares E2, un avion au méthanol de 1,5 tonne conçu pour être piloté par des humains ou par ordinateur.

Bien qu’il n’ait pas volé, le E2 devait transporter plus de 200 kg de charge utile jusqu’à 40 heures en altitude. “Dans cette gamme de poids, nous sommes sans aucun doute en tête du monde”, a déclaré Zhang à propos du FY-36, beaucoup plus petit.

Les entreprises chinoises ont dominé le marché mondial des drones. Les estimations de l’industrie suggèrent que DJI contrôle une part de plus de 70 pour cent.

Dans le secteur militaire, les drones chinois rattrapent leurs homologues américains. La série Rainbow développée par la China Aerospace Science and Technology Corporation a été exportée vers des clients tels que l’Arabie saoudite, les Émirats arabes unis, l’Égypte et le Pakistan en raison de leur faible coût et de leurs performances compétitives.