Jusqu’ici, le lithium règne en maître dans la composition des batteries performantes modernes. Et cela vaut pour tous les secteurs, dont l’automobile. Mais serait-ce déjà la fin de cette technologie qui est pourtant considérée comme mature ? Ce n’est pas impossible, car les recherches se multiplient ces derniers mois. Et les trouvailles aussi. Comme celle de l’équipe espagnole de l’Université de Cordoue qui a développé une batterie solide avec une chimie innovante à base de sodium et de soufre.
Cette technologie n’en est qu’aux premiers essais, mais, déjà, les résultats sont remarquables avec une durée de vie d’au moins 2.000 cycles de charge et de décharge. Comparée aux batteries lithium-ion actuelles, cette batterie se distingue aussi par sa capacité à fonctionner à température ambiante, alors que les itérations précédentes nécessitaient des températures proches de 300 °C. C’est une avancée importante, car l’une des plus grandes difficultés tient dans la gestion thermique des batteries solides et donc dans la capacité à maîtriser des oscillations et des réactions thermiques fortes (comme en cas de recharge rapide par exemple).
Les atouts du sodium et du soufre
Le remplacement du lithium par du sodium et du nickel par du soufre présente plusieurs avantages. Et pas des moindres. Parmi ceux-ci, il faut citer la durée de vie plus longue de la batterie, mais aussi l’absence de terres rares (bénéfique pour l’environnement et à l’extraction) ou encore l’abondance de sodium, ce qui a pour effet de simplifier les chaînes d’approvisionnement et donc de réduire aussi les prix.
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Alors, pourquoi attendre ? Et bien parce que le sodium possède aussi un désavantage : la taille de ses ions par rapport à ceux du lithium, ce qui complique leur déplacement, spécifiquement lors d’un cycle de recharge. Mais là aussi, les chercheurs espagnols ont trouvé la parade en en incorporant un cadre métallo-organique à base de fer dans la cathode. Cette structure poreuse, combinée aux propriétés de l’atome de fer, optimise le déplacement des ions sodium, permettant ainsi d’atteindre des performances tout à fait convaincantes.
Quoi et combien ?
Selon les chercheurs, la batterie développée pourrait durer jusqu’à 15 ans avec un rythme de recharge similaire à celui des batteries lithium-ion actuelles. Ce serait évidemment une avancée majeure si cette technologie pouvait être adoptée à grande échelle, car elle permettrait d’allonger la durée de vie, de réduire l’extraction, de réduire les coûts de production – et donc de rendre les voitures électriques plus accessibles –, de réduire les risques d’incendie par rapport aux accumulateurs au lithium.
Le rêve donc ! Mais il reste encore une chose à préciser. Ou à creuser : la densité énergétique réelle de cette batterie au sodium- soufre. Et, idéalement, il faudrait que celle-ci soit supérieure. Et il faudra aussi surmonter les défis logistiques, car l’intégration de ces batteries dans les chaînes de production s’avère aussi délicate (il faut notamment un environnement parfaitement propre et maîtrisé lors de la fabrication de l’électrolyte). Les avancées sont là. Les travaux vont continuer pour parfaire ces batteries de l’avenir qui, tôt ou tard, finiront par arriver.
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