Le pouvoir de l’eau : des chercheurs parviennent à doubler la capacité des batteries sodium-ion

Si les batteries lithium-ion sont aujourd’hui incontournables pour le stockage de l’énergie, une récente percée promet d’accélérer l’adoption de leurs homologues au sodium, qui présente plusieurs avantages.

Une cathode aux performances doublées

En termes de densité énergétique ou de volume, les cellules lithium-ion restent imbattables, expliquant qu’elles équipent aussi bien les smartphones que les véhicules électriques. Pour autant, il est loin de s’agir de batteries parfaites : l’extraction du lithium est coûteuse et polluante, les problèmes de surchauffe fréquents, et leurs performances ont tendance à chuter par temps très froid.

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Plus sûres et basées sur une ressource abondante, les batteries sodium-ion présentent logiquement un coût de production plus faible, mais également une densité bien moindre, qui freine leur adoption à grande échelle. Afin de changer cela, des chercheurs de l’université du Surrey se sont tournés vers une cathode (électrode) à base d’hydrate de vanadate nanostructuré (NVOH).

Alors que l’approche privilégiée jusqu’à présent impliquait l’élimination de l’eau du matériau via un traitement thermique, sauter cette étape a permis de doubler la densité énergétique et la stabilité du matériau. Lors de tests, les cellules l’intégrant présentaient une densité doublée et la conservaient pendant plus de 400 cycles de charge.

Selon les auteurs de la nouvelle étude, publiée dans le Journal of Materials Chemistry A, l’eau permet aux différentes couches du matériau de s’aplatir légèrement, facilitant l’échange des ions sodium et augmentant la capacité de stockage de la cathode.

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Stocker l’énergie et dessaler l’eau

Pour ne rien gâcher, leur électrode à base de NVOH hydraté s’est révélée nettement plus efficace que celles couramment utilisées pour le dessalement de l’eau.

« La possibilité d’utiliser le vanadate de sodium hydraté dans l’eau salée est une découverte vraiment passionnante, car elle montre que les batteries à ions sodium pourraient faire plus que simplement stocker de l’énergie », estime l’équipe.

« À terme, cela pourrait permettre de concevoir des systèmes utilisant l’eau de mer comme électrolyte totalement sûr et abondant, tout en produisant de l’eau douce dans le cadre du processus. »

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En début d’année, des chercheurs américains avaient dévoilé une batterie alimentée par des rayons gamma.