La recherche sur des batteries au sodium-ion a franchi un cap

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Le 13 septembre 2018
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batterie sodium ion

Des chercheurs de l'université de Birmingham sont parvenus à mettre au point une batterie au sodium-ion plus performante, moins coûteuse, et plus respectueuse de l'environnement que celles au lithium que nous utilisons au quotidien.

L'utilisation du lithium dans les batteries des smartphones, ordinateurs et autres voitures électriques n'est pas une solution pérenne. Ce métal alcalin ne se trouve que dans quelques régions du monde (Colombie, Chili et Chine notamment) et son minage est extrêmement coûteux en énergie et consomme des quantités astronomiques d'eau potable.

Autant dire que l'opportunité de remplacer cet élément chimique par du sodium serait quasiment providentielle. Un rêve qui pourrait bien devenir réalité au regard des travaux menés par l'Université de Birmingham.

Une batterie plus performante


Jusqu'à présent, les recherches se contentaient de moderniser les batteries au sodium, très populaires dans les années 80. Problème : celles-ci sont lourdes, encombrantes, et ne bénéficient pas d'une charge suffisante pour alimenter les appareils électroniques d'aujourd'hui.

Le défi des chercheurs était donc le suivant : mettre au point une batterie au sodium-ion qui soit au moins aussi puissante que ses homologues au lithium-ion, et surtout aussi compacte.

Les chimistes ont alors émis plusieurs séries d'hypothèses afin de trouver un composé qui permette au sodium-ion de disposer des propriétés d'une batterie. Comme l'explique le compte-rendu, remplacer simplement le lithium par du sodium dans la batterie n'aurait pas fonctionné. Plus épais, l'élément chimique n'aurait pu tenir en place entre les couches de carbone, l'anode et le graphite qu'elles contiennent.

Mais avec l'aide d'un superordinateur et de modèles de mécanique quantique complexes, les chercheurs sont parvenus à trouver un substitut : le phosphore. En observant la réaction du sodium inséré dans le phosphore, nos laborantins ont constaté que non seulement la batterie tenait la charge, mais contenait une quantité d'énergie 7 fois supérieure à une batterie au lithium-ion, pour le même poids.

Le sodium est loin d'être une denrée rare


Pour bien mesurer en quoi l'avancée des chercheurs anglais est importante, il faut rappeler que le sodium est un élément chimique disponible partout sur Terre, et en grande quantité.

Pour les moins assidus aux cours de chimie du collègue, on rappelle que le sodium n'est autre que l'un des minéraux constituants du sel. Vous l'aurez compris : nos océans n'en manquent pas.

Mieux, on estime qu'on trouve près de 2,6% de sodium dans la croûte terrestre, contre 0,06% de lithium seulement.

Nous avons donc affaire à une ressource plus disponible, moins coûteuse et, visiblement, plus performante qu'une ressource rare, chère et polluante à extraire.

Excitante, cette découverte permettra peut-être aux industriels de repenser la conception de leurs appareils électronique, lesquels bénéficieraient à l'avenir d'une autonomie accrue. Et, qui sait, peut-être auront nous droit un jour à un smartphone dont la batterie tiendra plusieurs jours d'affilée ? Reste toutefois à évaluer la durabilité de ces batteries au sodium-ion pour nous réjouir pleinement de la découverte.

Aussi enthousiasmés que nous, chers lecteurs ?
Modifié le 13/09/2018 à 14h23
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