On parle d’un exploit scientifique pour les équipes du CNRS et du CEA qui viennent de dévoiler une nouvelle batterie capable de remplacer les traditionnelles pilles lithium-ion dont le principal composant risque rapidement de se faire rare.
« Le sodium seul se consomme, et la mer me le fournit elle-même. Je vous dirai, en outre, que les piles au sodium doivent être considérées comme les plus énergiques » disait le Capitaine Némo à travers la plume de Jules Verne. L’Homme de fiction ne croyait pas si bien dire alors que les partenaires du Réseau sur le stockage électrochimique de l’énergie (RS2E) viennent de dévoiler une nouvelle alternative aux batteries de lithium.
Conçu à base de sodium-ion, ce premier prototype de batterie Na-ion offrirait des perspectives plus que prometteuses en matière de conservation et de transport d’énergie pour les prochaines années. En effet, ses caractéristiques en matière de puissance ou de durée de vie sont du niveau d’une batterie au lithium à l’exception que le sodium n’est ni rare ni cher. En effet, le sodium est l’un des éléments les plus communs dans l’univers. 1000 fois plus abondant que le lithium, il représente la 5eme ressource solide la plus prolifique sur Terre, permettant ainsi, l’espace d’un temps, de contourner le problème du manque à venir de lithium.
Il s’agit en réalité d’une demi-découverte. La recherche sur les batteries à base de sodium existait déjà dans les années 1980 mais fut rapidement délaissée face à l’attrait économique du lithium. Au regard des considérations écologiques grandissantes, l’attrait pour des ressources abondantes va pousser les chercheurs à relancer la technologie. Il leur faudra à peine une année pour réaliser un prototype fonctionnel dont l’efficacité est proche d’une batterie lithium. À peine plus gros qu’une alcaline, c’est le format 18650 qui fut choisit pour tester la faisabilité de ces piles rechargeables. Ce format industriel est déjà utilisé dans certaines cigarettes électroniques, pour alimenter des ampoules LED, des batteries domestiques (liées au photovoltaïque) ou encore les voitures électriques de la marque Tesla. D’une performance de 90Wh/kg pour une excellente durée de vie (au moins 2.000 cycles de charge/décharge), le prototype va dépasser toutes les attentes des chercheurs avec des applications envisageables dans de nombreux secteurs industriels.
Preuve que l’avenir du stockage d’énergie inquiète les producteurs, près de 15 grandes entreprises auraient apporté leur aide aux chercheurs d’RS2E pour mener à bien leur projet. C’est principalement le secteur du développement durable qui pourrait bénéficier de l’invention, les batteries au sodium n’étant pas adaptées à ce jour aux appareils électroniques portables (ordinateurs, téléphones,..). Les experts estiment que le marché des batteries doublera d’ici 4 ans (2020), notamment en raison de la transition vers les énergies renouvelables qui nécessitent un stockage efficace de l’énergie produite. « La première application, qui semble la plus évidente, serait l’application réseau, c’est à dire stocker les énergies renouvelables […] on parle là d’un marché qui est aussi important que celui du véhicule électrique » explique Jean-Marie Tarascon, chercheur chimiste au CNRS. Par ailleurs, les chercheurs estiment que ce prototype pourrait encore être perfectionné à l’avenir, offrant à la France et au monde un outil de taille dans la transition énergétique inévitable.
Dans le même temps, à l’autre bout du monde, Toyota développe en toute hâte un prototype de batterie de voiture sodium-ion. Plus proche de nous, Faradion, avec l’aide de l’université d’Oxford, conçoit en ce moment même le premier vélo électrique à batteries sodium-ion. Si les chercheurs ne s’avancent pas sur l’aspect écologique de leur création (recyclage ? énergie grise ?), la découverte s’annonce positive d’un point de vue de la raréfaction des ressources et de l’exploitation humaine qui en découle. Alors que le lithium nécessite l’exploitation de mines dans des contrées éloignées (Colombie, Chili, Chine), le sodium se trouve pratiquement partout, en particulier dans l’eau de mer sous forme de chlorure de sodium (NaCl). À suivre…
Source : lesechos.fr / lejournal.cnrs.fr / Photographies à la discrétion du CNRS
