Des chercheurs de l'Université de Surrey ont découvert qu'en conservant l'eau dans un composant clé, la performance des batteries sodium-ion est décuplée. Cette avancée, combinée à d'autres percées sur la stabilité et la conductivité, positionne cette technologie comme une alternative crédible et durable au lithium, avec un potentiel surprenant pour le dessalement de l'eau de mer.
Le monde du stockage énergétique est massivement dominé par la technologie lithium-ion. Efficace mais coûteuse, elle repose sur des ressources rares et dont l'extraction soulève des questions environnementales.
Face à ce constat, le sodium, abondant et bien moins cher, fait depuis longtemps figure de successeur idéal, mais ses performances restaient un frein majeur à son adoption à grande échelle.
L'eau, un allié inattendu pour la performance
Une équipe de l'Université de Surrey a remis en question un dogme bien établi dans la conception des batteries. En travaillant sur un matériau connu, l'oxyde de vanadium de sodium (NVOH), ils ont décidé de ne pas éliminer l'eau naturellement présente dans sa structure, un procédé habituellement jugé indispensable.
Le résultat a dépassé toutes leurs attentes. Cette version "humide" du matériau a démontré une capacité de stockage de charge presque doublée par rapport aux matériaux sodium-ion classiques, une vitesse de recharge considérablement accrue et une stabilité impressionnante sur plus de 400 cycles de charge et décharge.
De la batterie à l'usine de dessalement ?
La découverte la plus surprenante est venue des tests menés en milieu salin, un environnement particulièrement exigeant. Non seulement la cathode en NVOH hydraté a continué de fonctionner efficacement, mais elle a activement participé à un processus de dessalement électrochimique.
Pendant que le matériau extrayait les ions sodium de la solution, une électrode en graphite captait le chlorure, purifiant ainsi l'eau. Cette double fonctionnalité ouvre des perspectives fascinantes pour des systèmes capables à la fois de stocker de l'énergie renouvelable et de produire de l'eau douce à partir de l'eau de mer, un enjeu critique pour de nombreuses régions du globe.
Une convergence de percées qui accélère la cadence
L'avancée de Surrey s'inscrit dans une dynamique de recherche très active et variée qui donne du corps à l'alternative sodium. Simultanément, des scientifiques de l'Université de Tokyo ont mis au point une stratégie de dopage au calcium pour renforcer la stabilité des cathodes NFM, les protégeant de la dégradation à l'air et à l'eau.
De leur côté, des chercheurs de Chicago ont réussi à stabiliser une forme inédite d'hydruroborate de sodium. Ce dernier, utilisé comme électrolyte solide, offre une conductivité ionique spectaculaire même à basse température, un pas de géant pour les batteries sodium-ion à l'état solide.
Ces progrès combinés simplifient les processus de fabrication et rapprochent le stockage d'énergie à grande échelle et à faible coût de la réalité commerciale. La question reste de savoir à quelle vitesse elles pourront être déployées pour répondre aux défis énergétiques et hydriques mondiaux.
