Une équipe de chercheurs a mis au point un matériau innovant qui promet d’optimiser l’énergie des batteries sodium, rendant cette alternative au lithium plus durable et accessible. La découverte pourrait révolutionner le stockage d’énergie, soutenant ainsi des technologies de batteries plus économiques et moins dépendantes de ressources limitées.
Un groupe de chercheurs de l’Université de Houston a créé un matériau innovant qui pourrait améliorer le rendement énergétique des batteries sodium
Ces derniers mois, nous avons reçu de nombreuses informations concernant de nouvelles technologies alternatives devant remplacer les batteries lithium actuelles. Au cours des semaines passées, nous vous avons parlé d’une batterie révolutionnaire en diamant qui pourrait alimenter des dispositifs pendant des milliers d’années sans recharge, ainsi que de nouvelles batteries lithium-soufre, offrant plus de puissance, une charge 50 % plus rapide et coûtant la moitié du prix des batteries d’ions lithium actuelles.
Eh bien, une nouvelle recherche confirme que les batteries sodium ont de plus en plus de chances de remplacer définitivement celles au lithium.
Un matériau inventé pour les batteries sodium qui améliore leur rendement énergétique
Comme le rapporte le média spécialisé Interesting Engineering, une équipe internationale de chercheurs issus de diverses disciplines, dont le laboratoire de recherche Canepa de l’Université de Houston, a développé un matériau capable d’améliorer le rendement énergétique des batteries sodium, rendant celles-ci plus durables et abordables.
Ce nouveau matériau, appelé « phosphate de vanadium de sodium » et dont la formule chimique est NaxV2(PO4)3, a permis d’augmenter la densité énergétique des batteries d’ions sodium de plus de 15 % (la quantité d’énergie stockée par kilogramme).
Plus précisément, ce matériau confère aux batteries sodium une densité énergétique de 458 watt-heures par kilogramme (Wh/kg), contre 396 Wh/kg pour les versions précédentes de ce type de batteries.
D’autre part, Pieremanuele Canepa, professeur assistant Robert Welch en ingénierie électrique et informatique à l’Université de Houston ainsi qu’investigateur principal du laboratoire Canepa, a rappelé que le sodium est près de 50 fois moins coûteux à produire que le lithium et qu’il peut même être extrait de l’eau de mer, ce qui en fait une option de stockage d’énergie à grande échelle beaucoup plus durable.
« Les batteries d’ions sodium pourraient être plus économiques et plus faciles à produire, contribuant ainsi à réduire la dépendance au lithium et à rendre la technologie des batteries plus accessible dans le monde. »
De plus, les scientifiques à l’origine de cette étude ont réussi à créer un prototype de batterie sodium utilisant ce nouveau matériau, montrant des améliorations remarquables en matière de stockage d’énergie.
En effet, comme l’expliquent les chercheurs dans un communiqué de presse, le NaxV2(PO4)3 fait partie d’un groupe de matériaux conducteurs appelés « conducteurs superioniques Na » ou NaSICONs, conçu pour permettre aux ions sodium de se déplacer facilement à l’intérieur et à l’extérieur de la batterie tant pendant la charge que lors de la décharge.
Ces scientifiques ont également affirmé que ce nouveau matériau possède une méthode unique de gestion du sodium, lui permettant d’agir comme un système monophase et de rester stable lorsqu’il libère ou absorbe les ions sodium. Cela assure la stabilité des NaSICONs lors de la charge et de la décharge tout en fournissant une tension continue de 3,7 volts, plus élevée que celle du sodium métallique utilisé dans d’autres matériaux dont la tension dépasse 3,37 volts.
Bien que cette différence de tension puisse sembler minime, elle a néanmoins significativement augmenté la densité énergétique des batteries sodium, comme l’explique Canepa, l’auteur principal de cette étude :
« Le changement continu de tension est une caractéristique clé. Cela signifie que la batterie peut fonctionner de manière plus efficace sans compromettre la stabilité de l’électrode. Cela change les règles du jeu en matière de technologie des ions sodium. »