Une batterie au sel a vu le jour. Elle peut résister au froid et ne manquera clairement pas de transformer la technologie !
Tout le monde sait que le secteur de l’énergie dépend toujours très fortement de la batterie lithium-ion. Cela s’explique notamment par un rendement élevé et une production déjà bien maîtrisée. En revanche, cette technologie utilise des ressources limitées comme le lithium, le cobalt ou le nickel.
Une nouvelle batterie
Leur extraction pose souvent problème sur les plans environnemental et géopolitique. Cette situation pousse de nombreux scientifiques à explorer d’autres pistes. Plusieurs étudient surtout la batterie au sodium.
Il s’agit d’un matériau beaucoup plus abondant et présent partout. La batterie au sodium attire depuis quelques années une attention croissante grâce à son coût réduit et à la facilité de production du matériau.
Cette alternative commence à devenir crédible. C’est surtout le cas depuis que des chercheurs américains ont développé une batterie solide utilisant du sodium. Leur travail pourrait modifier profondément l’industrie.
C’est surtout le cas grâce à une approche à la fois plus sûre et moins onéreuse. Aux États-Unis, l’équipe de l’Université de Chicago a conçu une batterie entièrement solide. Leur objectif ? Supprimer l’électrolyte liquide inflammable présent dans la plupart des systèmes actuels.
Une batterie solide réduit nettement les risques d’emballement thermique, de fuites ou d’accidents lors d’un choc. Les chercheurs ont donc cherché un matériau stable, capable de supporter ces contraintes tout en améliorant les performances.
« Le sodium est beaucoup plus abondant et moins cher »
Leurs résultats ont vu le jour dans la revue scientifique Joule. Les attentes autour de cette technologie restent immenses. Un chercheur résume d’ailleurs très clairement l’enjeu.
Il a déclaré : « Le sodium est beaucoup plus abondant et moins cher, et si nous parvenons à l’utiliser sous forme solide dans l’électrolyte, la batterie pourrait être moins chère, plus sûre et plus durable« .
L’un des plus grands défis pour une batterie solide au sodium concerne la conductivité ionique. Ce paramètre décrit la facilité avec laquelle les ions circulent entre les électrodes. Une faible conductivité ralentit la charge.
Elle diminue aussi la puissance et génère plus de chaleur. Une forte conductivité améliore au contraire l’efficacité globale de la batterie. Les électrolytes solides au sodium rencontrent souvent ce problème. Et pour cause, les ions y circulent mal.
Les chercheurs ont donc tenté de concevoir un matériau capable de laisser passer les ions beaucoup plus facilement. Ils ont mis au point un composé qu’ils appellent « hydridoborate de sodium métastable ».
Une avancée de taille
Sa structure interne ouvre des canaux plus efficaces pour le déplacement des ions. L’équipe affirme que sa conductivité serait jusqu’à dix fois supérieure à celle des meilleurs hydridoborates de sodium développés auparavant.
Cette amélioration représente donc une avancée majeure pour la batterie solide au sodium. Et pour cause, elle permet de conserver une bonne puissance et des performances stables. La résistance au froid constitue un autre point très important.
Les batteries classiques perdent aussi souvent une partie de leur capacité dès que les températures passent sous zéro. Certaines peuvent même perdre jusqu’à la moitié de leur efficacité. Le matériau conçu par les chercheurs de Chicago maintient pourtant la performance de la batterie en dessous de 0 °C.
Cette propriété ouvre de nouvelles possibilités pour l’industrie. Une batterie capable de fonctionner dans le froid peut répondre aux besoins des centrales installées dans des régions où les températures descendent régulièrement sous le seuil gélif.
Cette technologie pourrait également s’imposer dans des secteurs sensibles comme l’aérospatial. Les équipements doivent résister à de fortes amplitudes thermiques. Une batterie stable dans ces conditions devient donc un atout majeur.