Une nouvelle super batterie contourne les problèmes liés aux matières premières coûteuses : un game-changer pour le stockage des énergies renouvelables ?

Un nouveau type de batterie à faible coût pourrait résoudre le problème du stockage de l’énergie verte, selon l’équipe de scientifiques à l’origine du concept.

Pourquoi est-ce important ?

Les parcs éoliens ou les panneaux solaires ne peuvent pas fournir de l'énergie en continu. Ainsi, dans un monde qui s'appuie de plus en plus sur ces sources d'énergie renouvelables, les techniques de stockage de l'énergie vont devenir particulièrement importantes. Par exemple, pour réussir la transition énergétique, l'Europe doit disposer de 200 gigawatts (GW) de stockage d'énergie d'ici à 2030, estime l'Association européenne pour le stockage de l'énergie (EASE). En comparaison, à la fin de cette année, notre continent ne compterait que 10 GW de capacité de batterie installée.

L’essentiel : le Dr Shenlong Zhao, chercheur en stockage d’énergie à l’Université de Sydney, en Australie, et son équipe internationale de scientifiques, ont construit un nouveau type de batterie sodium-soufre.

Une alternative prometteuse

Contexte : Les batteries sodium-soufre (Na-S) sont considérées depuis un certain temps comme une alternative prometteuse pour le stockage des énergies renouvelables.

  • Leur fonctionnement repose sur des réactions chimiques entre une cathode de soufre et une anode de sodium pour stocker et utiliser l’énergie électrique, selon le site d’information Freethink.
  • Ils utilisent donc, vous l’avez deviné, les matériaux bon marché que sont le soufre et le sodium. Ce dernier peut être facilement extrait de l’eau salée. Le premier est un sous-produit de l’industrie.

Quoi de neuf ? Selon un article scientifique de l’équipe de chercheurs, la nouvelle batterie a une capacité de stockage (beaucoup) plus importante que sa principale rivale sur le marché, la batterie lithium-ion, et a une durée de vie extrêmement longue à température ambiante.

  • Par exemple, l’équipe universitaire affirme que sa batterie peut stocker environ trois fois plus de kilowattheures (kWh) par kilo qu’une batterie li-ion.
    • Avec une batterie lithium-ion, on atteint 250 à 350 wattheures par kilo. Avec le soufre, cela devient 1 000 wattheures, 1 kWh, par kilo, écrit le quotidien néerlandais Trouw.
    • Cela permettrait aux véhicules électriques (VE), par exemple, de rouler trois fois plus loin qu’avec une batterie de VE comparable.
  • La magie de l’augmentation de la densité énergétique : l’intégration d’électrodes à base de carbone et l’utilisation de la « pyrolyse », un processus endothermique, pour obtenir des réactions beaucoup plus efficaces entre le soufre et le sodium.

« Notre batterie au sodium a le potentiel de réduire considérablement les coûts tout en offrant une capacité de stockage jusqu’à quatre fois supérieure », affirme Shenlong Zhao. « Il s’agit d’une percée importante pour le développement des énergies renouvelables ; bien que le coût diminue à long terme, il existe de nombreuses barrières financières à l’entrée. »

Shenlong Zhao, chercheur à l’université de Sidney.

Et maintenant ? L’application commerciale à grande échelle de cette nouvelle batterie ne se fera probablement pas avant quelques années, mais la technologie qui la sous-tend semble déjà gagnante.

Problèmes avec le lithium-ion

Le concurrent : Les batteries Li-ion sont aujourd’hui largement utilisées. Elles sont présentes dans la plupart des véhicules électriques. Outre le lithium, métal alcalin, leur production nécessite également du cobalt, du manganèse et du nickel.

  • Le processus d’extraction de ces matériaux est beaucoup plus difficile que celui du sodium et du soufre, et plus dommageable pour l’environnement.
  • En outre, les prix de ces matières premières ont fortement augmenté. En fait, comme la demande de VE continue de croître, on s’attend à des pénuries importantes dans les décennies à venir.
  • Le développement de batteries utilisant des matériaux moins chers pourrait faire d’une pierre deux coups.
  • Ces batteries pourraient aussi briser l’hégémonie de la Chine, qui traite actuellement la plupart des matériaux utilisés dans les batteries li-ion.
  • Concrètement, les batteries sodium-soufre pourraient coûter deux tiers de moins que leurs homologues à base de lithium.

BL

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