On s’attend à ce qu’il remplace les batteries lithium-ion! Des scientifiques américains développent une nouvelle « batterie de rêve »
Des scientifiques américains ont publié un article dans le dernier numéro du « Journal of the American Chemical Society » disant qu’ils ont développé un nouveau type de batterie sodium-soufre qui résout les problèmes de dendrites couramment rencontrés par des batteries similaires et prolonge la durée de vie de la batterie - après 300 cycles, la charge et la décharge sont toujours des performances stables. Les dernières recherches constituent une étape importante sur la voie de la commercialisation des batteries sodium-soufre, qui devraient remplacer les batteries lithium-ion largement utilisées à l’avenir.
: Réseau d’organisation des physiciens
Les batteries lithium-ion sont actuellement largement utilisées dans les smartphones et les véhicules électriques. Cependant, le lithium et le cobalt, les matières premières pour la production de batteries lithium-ion, sont non seulement limités en réserves, mais ont également un certain impact négatif sur l’environnement, y compris l’utilisation de grandes quantités d’eau souterraine, la pollution des sols et des sources d’eau, les émissions de carbone sont élevées. Les matériaux tels que le sodium et le soufre sont moins chers, plus facilement disponibles (le sodium peut être obtenu à partir de l’océan) et plus respectueux de l’environnement. Dans cet esprit, les chercheurs travaillent sur des batteries à base de sodium qui peuvent fonctionner à température ambiante depuis 20 ans.
Le dernier responsable de la recherche, le professeur Arumgan Mantiram, directeur du Materials Institute de l’Université du Texas à Austin, a déclaré: « Le sodium et le soufre sont abondants, respectueux de l’environnement et rentables, ce qui fait des batteries sodium-soufre une alternative prometteuse. sorte de 'batterie de rêve'. »
Dans deux études récentes sur les batteries au sodium menées par l’équipe de Mantiram, les scientifiques ont ajusté la composition de l’électrolyte pour aider les ions à se déplacer d’avant en arrière entre la cathode et l’anode, stimulant la charge et la décharge de la batterie. En outre, ils ont surmonté un problème commun dans les batteries au sodium - des dendrites en forme d’aiguille qui se développent sur l’anode de la batterie, provoquant un vieillissement rapide de la batterie, un court-circuit et même un incendie et une explosion.
Les chercheurs expliquent que dans les électrolytes de batterie sodium-soufre précédents, les composés intermédiaires formés à partir de soufre se dissolvaient dans l’électrolyte et faisaient la navette entre les deux électrodes dans la batterie, entraînant une perte de matériau, une dégradation des composants et la formation de dendrite. Le nouvel électrolyte qu’ils ont formulé utilise un solvant inerte (non impliqué dans la réaction chimique) pour diluer la solution saline concentrée, maintenant ainsi l’électrolyte dans un état « semi-dissous ». Les résultats montrent que le nouvel électrolyte peut empêcher la dissolution du soufre, résolvant ainsi les problèmes de navette et de dendrite. Cela permet à la batterie de durer plus longtemps, montrant des performances stables après 300 cycles de charge-décharge.
Les prix du lithium ont grimpé en flèche au cours de la dernière année et les appels en faveur d’alternatives aux batteries lithium-ion sont devenus plus forts. Les chercheurs prévoient de s’appuyer sur cette percée en testant des batteries plus grandes pour voir si elles peuvent être appliquées aux véhicules électriques et au stockage de sources d’énergie renouvelables telles que l’éolien et le solaire.
