Les scientifiques ont mis au point une nouvelle batterie sodium-soufre au potentiel intéressant pour le stockage des énergies renouvelables.
Une équipe internationale de scientifiques à la recherche de solutions de stockage d’énergie de nouvelle génération a mis au point une batterie écologique et peu coûteuse au potentiel intéressant. La nouvelle batterie sodium-soufre conçue par le groupe offre une capacité énergétique quatre fois supérieure à celle d’une batterie lithium-ion classique et constitue une technologie prometteuse pour le stockage de l’énergie à l’échelle du réseau.
La création de l’équipe s’inscrit dans une catégorie de batteries connues sous le nom de batteries à sels fondus, qui existent sous diverses formes depuis environ 50 ans. Alors que l’accent est mis de plus en plus sur les énergies renouvelables, les scientifiques sont optimistes quant au potentiel des batteries à sels fondus pour les stocker, en raison de leur prix relativement abordable et de leur recours à des matériaux courants.
En théorie, elles pourraient ainsi être construites à plus grande échelle, ce qui serait nécessaire pour stocker de grandes quantités d’énergie renouvelable. Les versions habituelles de ces batteries reposent sur une chimie sodium-soufre et maintiennent leurs électrodes à haute température pour que l’électrolyte reste à l’état liquide et fondu. Des scientifiques chinois et australiens se sont associés pour mettre au point leur propre version, qui, selon eux, offre des performances nettement supérieures à température ambiante.
« Lorsque le soleil ne brille pas et que la brise ne souffle pas, nous avons besoin de solutions de stockage de haute qualité qui ne coûtent pas chères et qui soient facilement accessibles au niveau local ou régional », a déclaré le chercheur principal, le Dr Shenlong Zhao, de l’université de Sydney. « Nous espérons qu’en proposant une technologie qui réduit les coûts, nous pourrons atteindre plus rapidement l’horizon des énergies propres. »
Shenlong Zhao et ses collègues ont entrepris de remédier à deux défauts des batteries sodium-soufre actuelles, à savoir leur courte durée de vie et leurs capacités limitées, qui ont entravé leur utilisation dans des applications commerciales. La conception de l’équipe utilise des électrodes à base de carbone et un processus de dégradation thermique connu sous le nom de pyrolyse pour modifier les réactions entre le soufre et le sodium.
Le résultat est une batterie sodium-soufre d’une capacité élevée de 1 017 mAh g-1 à température ambiante, ce qui, selon l’équipe, représente environ quatre fois celle d’une batterie lithium-ion. Fait important, la batterie a fait preuve d’une bonne stabilité et a conservé environ la moitié de cette capacité après 1 000 cycles, ce qui est qualifié de « sans précédent » dans l’article de l’équipe.
« Notre batterie au sodium a le potentiel de réduire considérablement les coûts tout en offrant une capacité de stockage quatre fois plus importante », a déclaré le Dr Zhao. « Il s’agit d’une percée significative pour le développement des énergies renouvelables qui, bien que réduisant les coûts à long terme, a connu plusieurs barrières financières à l’entrée. »
Après avoir fait la démonstration de cette technologie dans des piles à pièces lors d’essais en laboratoire, les chercheurs travaillent maintenant sur des versions de piles à poche, en vue d’une utilisation commerciale.
« Cela va probablement sans dire, mais plus vite nous pourrons décarboniser, plus nous aurons de chances de limiter le réchauffement », précise le Dr Zhao. « Les solutions de stockage fabriquées à partir de ressources abondantes comme le sodium – qui peut être traité à partir de l’eau de mer – ont également le potentiel de garantir plus largement une plus grande sécurité énergétique et de permettre à davantage de pays de se joindre au mouvement de décarbonisation. »
