Cette batterie sodium-soufre promet d'être moins chère et quatre fois plus performante qu'une batterie au lithium. Mais c'est loin d'être fait
Publié par L'équipe dans Actualités le 16/12/2022 à 10:24
A la recherche d'une véritable alternative aux batteries au lithium, une équipe internationale de scientifiques de l'Université de Sydney a présenté une batterie sodium-soufre à faible coût qui, selon leurs recherches, multiplie par quatre la capacité des batteries actuelles sans qu'il soit nécessaire de les utiliser. ni lithium ni autres matières toxiques et coûteuses à extraire comme le cobalt.
Ces batteries éliminent en théorie deux des plus gros problèmes jusqu'alors des batteries à sels fondus qui existaient sous diverses formes depuis environ 50 ans : leur juste capacité et leur courte durée de vie. S'ils peuvent être produits en masse, ils apparaîtraient comme une technologie prometteuse pour le futur stockage d'énergie à l'échelle du réseau .
Un point clé de l'enquête : la température
Ces dernières années, et à mesure que l'intérêt pour les énergies renouvelables s'est accru, de plus en plus de chercheurs scientifiques sont optimistes quant au potentiel des batteries à sels fondus pour stocker l'énergie. La raison principale est qu'ils sont relativement abordables, car ils dépendent de matériaux couramment utilisés.
L'un des principaux écueils de ces batteries sodium-soufre (Na-S), qui constituaient jusqu'à présent une timide alternative aux batteries au lithium, est que leur généralisation a été limitée par leur faible capacité énergétique et les cycles de charge courts qu'elles ont. présenté comme une règle générale. Et c'est qu'ils devaient maintenir leurs électrodes à des températures élevées pour conserver l'électrolyte à l'état liquide fondu.
La recherche menée par le Dr Shenlong Zhao de la School of Chemical and Biomolecular Engineering de l'Université de Sydney, à laquelle ont participé des scientifiques chinois et australiens, veut mettre fin à ces limitations, et bien qu'il soit encore trop tôt pour savoir si elles ont donnés ou non à la clé, ils prétendent avoir réalisé une percée dans le domaine de ce qu'on appelle depuis des décennies les "batteries à sels fondus".
Le point de départ pour la fabrication de cette batterie prometteuse est le soufre sodique, un type de sel fondu qui peut être traité à partir d'eau de mer, dont le coût de production est bien inférieur à celui des ions lithium.
Selon les recherches publiées dans la revue spécialisée Advanced Materials, l'équipe dirigée par Shenlong Zhao, a utilisé « un procédé de pyrolyse simple et des électrodes à base de carbone pour améliorer la réactivité du soufre » et accessoirement la réversibilité des réactions entre le soufre et le sodium. Ainsi, la batterie a atteint une capacité énergétique élevée à température ambiante, ce qui, selon les chercheurs, conduit à une durée de vie plus longue.
"Lorsque le soleil ne brille pas et que la brise ne souffle pas, nous avons besoin de solutions de stockage efficaces qui ne causent pas de dommages à la Terre et qui sont facilement accessibles localement ou régionalement", explique le Dr Shenlong Zhao. "Nous espérons qu'en fournissant une technologie qui réduit les coûts mondiaux, nous pourrons atteindre un horizon d'énergie propre plus tôt."
Le résultat des recherches de son équipe est une batterie sodium-soufre d'une capacité de 1 017 mAh g-1 à température ambiante, qui, selon sa propre analyse, est "quatre fois celle d'une batterie lithium-ion" avec des normes actuelles d'environ 270 kWh.
Plus important encore, la batterie a fait preuve d'une bonne stabilité, conservant la moitié de sa capacité après 1 000 cycles de charge/décharge, ce qui est décrit dans l'article de l'équipe comme « sans précédent ».
De plus, vos batteries seraient également plus faciles à recycler. "Il s'agit d'un pas en avant significatif pour le développement des énergies renouvelables qui, tout en réduisant les coûts à long terme, se sont heurtées à plusieurs barrières financières à l'entrée", a déclaré Zhao.
Une fois la technologie de ces batteries démontrée dans des tests en laboratoire avec des batteries à grande échelle, les chercheurs travaillent désormais sur des versions de batteries en flacon en vue de leur utilisation commerciale dans les mois à venir (ils ne donnent pas de date précise) comme première étape vers leur fabrication à l'échelle.
"Cela va sans dire, mais plus tôt nous décarbonerons, plus nous aurons de chances de freiner le réchauffement", déclare Zhao. "Les solutions de stockage fabriquées avec des ressources abondantes telles que le sodium - qui peut être traité à partir de l'eau de mer - ont également le potentiel d'assurer une plus grande sécurité énergétique en général et de permettre à davantage de pays de se joindre à la transition vers la décarbonation".
