Transition énergétique: des chercheurs sino-australiens fabriquent une nouvelle batterie sodium-soufre, plus performant que des batteries lithium-ion

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Un groupe de recherche sino-australien fabrique une nouvelle batterie sodium-soufre (Na-S) dont la capacité serait quatre fois supérieure à celle des batteries lithium-ion, d’après PV magazine. Beaucoup moins chère à produire, elle serait aussi susceptible de réduire de manière drastique le coût du stockage de l’énergie.

Les batteries sodium-soufre, température ambiante, ont longtemps affiché un fort potentiel pour le stockage stationnaire de l’électricité à l’échelle du réseau, grâce à leur faible coût et à la densité énergétique théorique élevée du sodium et du soufre. Toutefois, elles étaient aussi considérées comme une alternative de second rang et la généralisation de leur usage a été limitée par leur capacité énergétique basse et leurs cycles de vie réduits.

Pour surmonter ces points faibles, l’équipe de recherche a mis en place un processus de pyrolyse simple ainsi que des électrodes à base de carbone pour améliorer la réactivité du soufre et la réversibilité des réactions entre le soufre et le sodium.

“Notre batterie au sodium est susceptible de réduire les coûts de manière drastique tout en fournissant une capacité de stockage quatre fois supérieure”, a indiqué le chercheur Shenlong Zhao en référence à la compétitivité du dispositif par rapport aux batteries lithium-ion. “Des solutions de stockage fabriquées avec des ressources abondantes comme le sodium (lequel peut être obtenu à partir de l’eau de mer) disposent aussi du potentiel pour garantir une meilleure sécurité énergétique à plus grande échelle et permettre à davantage de pays d’amorcer le virage vers la décarbonation”, a-t-il poursuivi.

Les scientifiques ont fabriqué la batterie avec une cathode intégrée comportant deux sites actifs, réalisée avec des cadres en graphène dopé au soufre soutenant du disulfure de molybdène (2H-MoS2) et du molybdène (Mo1) dispersés atomiquement. Selon eux, la batterie affiche une stabilité cyclique ainsi qu’une performance « sans précédent », avec une capacité initiale élevée et un taux de détérioration de seulement 0,05 % par cycle sur 1 000 cycles à température ambiante. Elle présente une capacité initiale de 1,017 mAh g−1 et conserve une capacité élevée de 505 mAh g−1 au bout de 1 000 cycles avec 0,1 A g−1.
Les universitaires ont indiqué avoir fabriqué et testé avec succès les batteries en laboratoire dans les locaux du génie chimique de l’Université de Sydney, et prévoient d’améliorer leurs cellules pour les commercialiser.

Ce groupe de chercheurs comprend des scientifiques travaillant à l’Université de Chongqing, l’Académie chinoise des sciences et l’Université des sciences et technologies en Chine ainsi qu’à l’Université d’Adélaïde, l’Université de Wollongong et l’Université de Sydney en Australie.

Avec PV Magazine

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