Explorer le potentiel des batteries au sodium : un aperçu de l'avenir du stockage d'énergie durable et abordable

Bien qu'il existe suffisamment de ressources mondiales pour répondre à la demande de lithium dans les années à venir, certains analystes craignent que le manque d'investissement - principalement - ne conduise à une certaine pénurie à moyen terme, puisque la capacité d'extraction de l'industrie n'a pas augmenté au taux nécessaires au cours des dernières années, selon les données les plus récentes.

Pour cette raison, IDTechEx prévoit une croissance significative de la demande de batteries au sodium, en particulier dans les applications où des densités d'énergie élevées ne sont pas strictement nécessaires (systèmes de stockage d'énergie stationnaires, véhicules électriques à bas coût, etc.).

Ces types de batteries se passent de matériaux tels que le cobalt dans la cathode. De plus, le sodium ne s'allie pas électrochimiquement à l'aluminium à température ambiante, ce qui permet de remplacer le collecteur de courant en cuivre à l'anode par un collecteur en aluminium considérablement moins cher ; cela augmente à son tour les taux de sécurité, car les cellules peuvent en fait être transportées sans charge.

Trois grandes familles de matériaux cathodiques pour batteries au sodium font actuellement l'objet de nombreuses recherches : les oxydes métalliques en couches, les composés polyanioniques et les analogues du « bleu de Prusse ». Ces chimies, développées respectivement par des sociétés telles que Faradion (UK), Tiamat (France) ou Natron (USA), sont en effet adaptées à une grande variété d'applications.

Les oxydes stratifiés de métaux de transition ont une structure qui permet l'insertion réversible de sodium. Son principal avantage est son faible poids moléculaire, qui se traduit par une capacité spécifique élevée ; cependant, ils souffrent d'une certaine instabilité structurelle (surtout à haute tension), c'est pourquoi ils ont une capacité quelque peu faible en termes de cycles.

Les matériaux polyanioniques ont une capacité inférieure en raison de leur poids moléculaire plus élevé, ainsi que de leur faible conductivité, mais en retour, ils offrent une tension plus élevée et une meilleure stabilité structurelle. Les analogues du bleu de Prusse sont l'alternative la plus abordable, mais souffrent d'une faible densité d'énergie volumétrique par rapport à la première option.

Lequel des trois est le meilleur investissement, alors ? Cela dépend de l'application spécifique et des exigences de chaque projet. Comme expliqué précédemment, les oxydes métalliques en couches offrent une capacité spécifique élevée mais peuvent avoir une durée de vie inférieure; les matériaux polyanioniques fournissent une tension élevée et une stabilité structurelle au détriment d'une capacité et d'une conductivité inférieures ; tandis que les analogues du bleu de Prusse sont une option abordable avec une densité d'énergie volumétrique plus faible.

Il est essentiel de prendre en compte des facteurs tels que le coût, les performances, la sécurité et la durabilité pour déterminer l'utilisation - ou l'investissement - le plus approprié pour une application particulière. La recherche, le développement et les innovations dans ces matériaux continueront probablement à façonner l'avenir de la technologie des batteries au sodium, en la rendant plus accessible à diverses industries et applications.

Les batteries au sodium présentent en effet une alternative prometteuse aux batteries lithium-ion en raison de leur durabilité, de leur prix abordable et de leur potentiel d'applications à grande échelle. Bien que chaque matériau de cathode (oxydes métalliques en couches, composés polyanioniques et analogues de bleu de Prusse) ait ses propres avantages et inconvénients, la détermination du choix idéal dépend des projets spécifiques et de leurs exigences uniques. La recherche, le développement et l'innovation continus au sein de l'industrie des batteries au sodium devraient faire progresser la technologie, ouvrant de nouvelles possibilités et opportunités pour des systèmes de stockage d'énergie et des véhicules électriques plus écologiques et plus rentables.

Source : IDTechEX

Toutes les images sont une gracieuseté de Tesla Inc.

Nico Caballero est spécialisé dans l'analyse de données et l'énergie solaire. Il est également titulaire d'un diplôme en voitures électriques de l'Université de technologie de Delft aux Pays-Bas et aime faire des recherches sur les batteries Tesla et EV. Il peut être joint à @NicoTorqueNews sur Twitter. Nico couvre les derniers événements de Tesla et des véhicules électriques à Torque News.