Un monde vert, « écoconscient », ferait circuler des automobiles électriques non polluantes et serait alimenté par des panneaux solaires et des turbines éoliennes utilisant les sources d’énergies naturelles. Mais si cet idéal est encore bien éloigné, c’est en partie à cause des limites physiques des batteries. Actuellement une voiture électrique transporte quatre cents kilos de batteries au plomb exigeant de fréquentes recharges immobilisantes, et d’inévitables remplacements.

Le panneau solaire ne fonctionne que lorsque le soleil brille, la turbine éolienne ne se réveille qu’avec le vent. Un apport électrique de soutien est donc indispensable. Malheureusement le système réellement économique et efficace pour stocker l’électricité reste encore à inventer, si bien que ces systèmes énergétiques restent limités dans leurs applications.

Cependant, le monde des dispositifs de stockage d’électricité s’est vu radicalement transformé par une technologie nouvelle baptisée Energy Capacitor Systems® (ECaSS, ou Systèmes de condensateur électriques).

Le condensateur accumule de l’électricité sous forme de charges électrostatiques de noms contraires portées par deux électrodes appelées « armatures » et séparées par un isolant appelé « diélectrique ». C’est donc, en théorie, un moyen de stockage efficace, plus en tout cas que la batterie d’accumulateurs au plomb qui doit d’abord convertir l’énergie électrique en énergie chimique pour pouvoir stocker celle-ci, ou que la centrale hydroélectrique qui doit pomper l’eau à un niveau supérieur pour l’y stocker en vue d’une production d’électricité ultérieure.

En fait, le condensateur a une histoire remontant à deux cent cinquante ans, à l’invention de la bouteille de Leyde, qui comme son nom l’indique, était un flacon de verre permettant de stocker l’électricité. Aujourd’hui le condensateur est utilisé comme accumulateur, c’est-à-dire comme réservoir d’électricité, élément ubiquitaire et incontournable de tout dispositif électronique moderne.

Mais comme dispositif de stockage, le condensateur conventionnel présente un grave défaut : sa densité d’énergie (quantité d’énergie qu’il peut stocker par unité de poids ou de volume) est faible, si bien qu’il est incapable de stocker beaucoup d’énergie à moins d’être très gros et très lourd. Théoriquement, cela signifie que pour remplacer les 400 kg de la batterie au plomb d’une voiture électrique par un condensateur de capacité de stockage d’électricité égale, ce condensateur devrait peser vingt fois plus, c’est-à-dire huit tonnes!

Mais ce gros problème a été résolu par un chercheur répondant au nom de Okamura Michio.

Désœuvré le jour du nouvel an 1992, Okamura jouait dans son jardin avec le chat du voisin, félin arborant une toison aussi soyeuse que surabondante. Okamura avait à la main un sous-main de plastique pour écrire, qu’il se mit à frotter sur le dos du chat. Cela engendra de l’électricité statique qui fit se dresser les poils dans un crépitement.

« Une évidence me frappa à l’instant même, se souvient Okamura, qu’il était plus efficace de stocker l’énergie électrique sous forme d’électricité, et aussi qu’il devrait être possible d’en stocker de grandes quantités en utilisant des couches électriques doubles ultra-minces. Je venais donc de réunir, par poils de chat interposés, tous les éléments dont j’avais besoin pour développer mon ECaSS. »

Une couche électrique double se forme à l’interface entre une électrode et un électrolyte. Une couche se forme à l’électrode positive, l’autre à l’électrode négative, phénomène ayant déjà été observé il y a cent vingt ans par le physicien allemand Helmhortz.

La couche électrique double agit comme une membrane isolante jusqu’à ce que la tension dépasse une certaine limite au-delà de laquelle se déclenche l’électrolyse. La « membrane » présente l’épaisseur de seulement une seule couche de molécules d’électrolyte. En pratique, sa minceur, ressortissant à l’échelle moléculaire, est telle qu’elle n’est même pas comparable à celle des pellicules conventionnelles, si minces soient-elles, utilisées pour les membranes isolantes. Par conséquent, tout ECaSS, conçu selon ce principe, possède une plus grande densité d’énergie que le condensateur conventionnel, ce qui réduisait singulièrement l’encombrement du condensateur d’Okamura.