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Des chercheurs ont mis au point une nouvelle batterie à base de sel marin qui aurait une capacité 4 fois supérieure à celle du lithium,
Elle aurait également moins d'impact sur l'environnement

Le , par Bill Fassinou

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Un groupe de chercheurs de l'université de Sydney, en Australie, affirme avoir mis au point une batterie au sodium-soufre dont la capacité est nettement supérieure à celle des cellules lithium-ion. Cette batterie serait également beaucoup moins coûteuse à fabriquer. L'équipe explique en effet que le sodium-soufre est un type de sel fondu qui peut être traité à partir de l'eau de mer et coûte beaucoup moins cher à produire que le lithium-ion. Ainsi, les chercheurs considèrent qu'à l'avenir, leur nouvelle trouvaille pourrait permettre de réduire considérablement les coûts de stockage de l'énergie.

Pour atteindre l'objectif universel de zéro émission nette d'ici 2050, le monde s'intéresse de près aux progrès de la technologie des batteries (accumulateur). La baisse des coûts, l'augmentation des capacités et l'utilisation optimale des ressources naturelles rares devraient jouer un rôle majeur dans la réalisation de cette mission. Bien que les batteries sodium-soufre (Na-S) existent depuis plus d'un demi-siècle, elles constituent une alternative de qualité inférieure et leur utilisation généralisée a été limitée par une faible capacité énergétique et des cycles de vie courts. Un groupe de chercheurs de l'université de Sydney a tenté à nouveau de relever le défi.

Grâce à un simple processus de pyrolyse et à des électrodes à base de carbone pour améliorer la réactivité du soufre et la réversibilité des réactions entre le soufre et le sodium, la batterie des chercheurs s'est débarrassée de sa réputation de lenteur en affichant une capacité très élevée et une durée de vie très longue à température ambiante. Selon les chercheurs, la batterie Na-S est également une alternative plus dense en énergie et moins toxique que les batteries lithium-ion, qui, bien qu'elles soient largement utilisées dans le monde, notamment dans les appareils électroniques et pour le stockage de l'énergie, sont coûteuses à fabriquer et à recycler.



L'équipe de chercheurs est dirigée par le Dr Shenlong Zhao de l'école d'ingénierie chimique et biomoléculaire de l'université de Sydney. Elle a utilisé un mélange de sels fondus des matériaux constitutifs traité à partir d'eau de mer, ce qui réduit considérablement le coût. La nouvelle batterie sodium-soufre du groupe aurait une capacité quatre fois supérieure à celle des batteries lithium-ion. Selon les analystes, après une série de révisions à la baisse du prix moyen des batteries lithium-ion au cours de la décennie, la hausse du coût des matières premières et l'inflation ont entraîné une augmentation de sept pour cent en 2022 pour atteindre 151 $/kWh.

« Notre batterie sodium-soufre a le potentiel de réduire considérablement les coûts tout en offrant une capacité de stockage quatre fois plus importante. Il s'agit d'une percée significative pour le développement des énergies renouvelables qui, bien que réduisant les coûts à long terme, ont connu plusieurs barrières financières à l'entrée », a déclaré le Dr Zhao. L'équipe a gardé à l'esprit les différents scénarios d'utilisation lors du développement, la priorité étant de fournir une alternative viable pour "les grands systèmes de stockage d'énergie renouvelable, tels que les réseaux électriques, tout en réduisant considérablement les coûts opérationnels".

Les chercheurs affirment qu'une telle technologie a "le potentiel de garantir une plus grande sécurité énergétique à plus grande échelle et de permettre à davantage de pays de rejoindre le virage vers la décarbonisation". De même, les chercheurs affirment que la nouvelle technologie permettra de faire avancer la mission de l'énergie propre à faible coût. Ils ont fabriqué et testé la technologie avec des batteries à l'échelle du laboratoire dans les installations de génie chimique de l'université de Sydney. La prochaine étape consiste à mettre à l'échelle la technologie utilisée dans les piles à poche de niveau Ah pour la commercialiser à grande échelle.

« Lorsque le soleil ne brille pas et que la brise ne souffle pas, nous avons besoin de solutions de stockage de haute qualité qui ne coûtent pas un clou et qui sont facilement accessibles au niveau local ou régional. Nous espérons qu'en proposant une technologie qui réduit les coûts, nous pourrons atteindre plus rapidement l'horizon des énergies propres. Il va sans dire que plus vite nous décarboniserons, plus nous aurons de chances de maîtriser le réchauffement », a déclaré le Dr Zhao. Il ajoute que les solutions de stockage fabriquées à partir de ressources abondantes comme le sodium ont le potentiel de garantir une plus grande sécurité énergétique.

Alors, pourquoi est-il important de concentrer les recherches sur les solutions de stockage de l'énergie ? Actuellement, le monde vit une révolution énergétique, et il est probable qu'elle sera électrique. L'énergie électrique nécessite généralement des systèmes de stockage afin de pouvoir être utilisée ultérieurement. À l'heure actuelle, le lithium-ion joue un rôle clé dans les technologies des batteries en raison de sa sécurité, de son efficacité fiable et de sa densité énergétique relativement élevée. Cependant, avec l'utilisation généralisée de divers produits électroniques, par exemple les véhicules électriques, le prix des ressources en lithium augmente.

Par ailleurs, les nouvelles applications émergentes, notamment les réseaux à grande échelle et les véhicules électriques, nécessitent généralement des technologies de batterie à faible coût et à densité énergétique plus élevée. Par conséquent, l'industrie recherche des systèmes de batterie à faible coût et à haute densité énergétique. Il faut toutefois rappeler que d'autres entreprises travaillent à améliorer les batteries lithium-ion. Sila Nanotechnologies, basée en Californie, aux États-Unis, vise à améliorer les batteries lithium-ion de près de 50 %. L'entreprise estime que sa technologie, Sila nano, peut contenir environ 24 fois plus de lithium sans gonfler.

Sila Nanotechnologies travaille avec BMW et Daimler sur des batteries pour les véhicules électriques, ainsi que sur des batteries pour les produits électroniques grand public. En septembre de l'année dernière, le fabricant de bracelets Whoop a dévoilé une nouvelle version de son traqueur d'activité alimenté par des batteries intégrant la technologie Sila Nano, dont l'autonomie était censée être égale à celle du traqueur précédent (5 jours), mais avec une pile beaucoup plus petite. En outre, Enovix, une société basée à Fremont en Californie qui cherche à améliorer les batteries lithium-ion, travaille également sur une solution à base de silicium.

Mais elle adopte une approche légèrement différente. Elle fabrique ce qu'elle appelle une architecture de batterie au silicium "3D". L'approche consiste à empiler les électrodes plutôt que de les enrouler dans la cellule de la batterie - une approche de la conception de la batterie qui emprunte aux méthodes de fabrication des puces. Selon la société, cela permet d'utiliser plus efficacement l'espace dans les batteries. Selon des critiques, l'approche d'Enovix est prometteuse. Toutefois, Harrold Rust, cofondateur et PDG d'Enovix, signale au moins quatre obstacles à l'adoption généralisée des batteries à anodes de silicium, qui sont inhérents à ces dernières.

L'un d'entre eux est le gonflement qui se produit avec le silicium ; un autre, sa fabrication. Gene Berdichevsky, le fondateur de Sila Nanotechnologies, a également déclaré au début de l'année que la fabrication de nanoparticules de silicium est difficile à mettre à l'échelle. Un autre problème est l'efficacité énergétique, qui varie d'un matériau à l'autre dans les batteries lithium-ion. Cela dit, Rust est optimiste.

Source : Rapport de l'étude

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Que pensez-vous de la technologie de batterie mise en place par les chercheurs ?
Selon vous, quelle technologie de batterie représente l'avenir du stockage d'énergie ?

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Avatar de archqt
Membre chevronné https://www.developpez.com
Le 19/12/2022 à 21:07
On a entendu dans le passé ce genre d'annonce, et après...plus rien. C'était prometteur, moins cher. En espérant que cette recherche aboutisse très rapidement.Est ce que cela va sortir vite ? ça dépend si Poutine accélère sa guerre, dans ce cas la recherche avancera vite, sinon ben non (humour noir je sais)
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Avatar de berceker united
Expert confirmé https://www.developpez.com
Le 19/12/2022 à 16:42
J'ai entendu que c'était des chercheurs français qui étaient en train de bosser dessus. Bref, quelque soit qui ça serait une bonne chose, mais il faudrait que la recherche puisse anticiper la méthode de recyclage de ces batteries, ce qui n'a pas trop été le cas des batterie au lithium ou le recyclage est arrivé bien après.
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Avatar de walfrat
Membre émérite https://www.developpez.com
Le 20/12/2022 à 9:28
Entre :
- la confirmation que le concept fonctionnent vraiment aussi bien qu'annoncé
- les études qui vérifieront si ça peut respecter les normes de sécurité actuelles (genre pas vous exploser dans la poche).
- l'industrialisation
- les concurrents aux lithium qui feront tout pour garder leur part de marché et qui ont sans doute des clauses contractuelles avec leur partenaires qui les empêche de se barrer du jour au lendemain.

On peut tabler entre 5 & 10ans avant de les voir.
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Avatar de JackIsJack
Membre éclairé https://www.developpez.com
Le 20/12/2022 à 7:44
En général, lorsque l'on entend parler d'une découverte avant qu'elle ne soit commercialisable c'est qu'elle n'est pas assez bonne pour que le secret soit maintenu.
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Avatar de TJ1985
Membre chevronné https://www.developpez.com
Le 23/12/2022 à 10:01
Si je me souviens bien, l'inconvénient du couple sodium-souffre est sa température de fonctionnement, plus de 200°C. Le fait que l'article parle de sels fondus semble le confirmer. Donc ça peut être intéressant pour des sites statiques, même domestiques, mais ne devrait pas remplacer le lithium dans les équipements mobiles.
Quant au recyclage : Le sodium est, c'est bien connu, un métal extrêmement dangereux puisqu'il rend l'eau de mer imbuvable. Le cas du souffre est peut-être plus ennuyant, Maus je postule que le plus simple est de le réutiliser. Accessoirement, il est entre autres obtenu comme sous-produit déchet du raffinage pétrolier.
4  0 
Avatar de Fred_sql&delphi
Candidat au Club https://www.developpez.com
Le 23/12/2022 à 9:28
Ce n'est pas un sujet totalement nouveau.
Les recherches les plus abouties portaient sur des application industrielles. En effet, le coût/kWh est intéressant, mais la mise en œuvre semblait plutôt réserver ces batteries à des applications pour lesquelles l'encombrement et le contrôle ne sont pas une contrainte forte :
https://cordis.europa.eu/article/id/...-seasonally/fr

La bonne nouvelle de cet article concerne la miniaturisation et la possibilité de disposer dans l'avenir de batteries salines compactes et compatibles avec le nomadisme.

Effectivement, il faut un fric de dingue pour la R&D, c'est pas nouveau.

Il n'y a plus qu' espérer qu'à l’horizon de 10 ans ce type de batterie soit commercialisé.
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Avatar de pascalm58
Futur Membre du Club https://www.developpez.com
Le 24/12/2022 à 13:16
Soit cette nouvelle est avérée alors cela remet en question les projets Français de mines de lithium.

Soit ce n'est pas avéré, mais avant d'en être sûr cela remet provisoirement en question les projets Français de mines de lithium.

Donc quelque soit la réalité de ces annonces : les projets Français de mines de lithium en France seront ralentis.

Toutefois cette annonce ayant été faite en Australie qui est le plus gros producteur de lithium (principaux producteurs : l'Australie (55 %), le Chili (26 %), la Chine (14 %) et l'Argentine (6 %)) on peut penser que c'est vrai... car cela va contre leurs propres intérêts

Mais comme dans un billard à plusieurs bandes, on peut aussi se dire que cette annonce qui tend à décourager d'autres futurs projets de mines de lithium de par le monde, n'est là que pour protéger les mines australiennes...en instillant le doute pour de futurs projets concurrents (notamment les investisseurs, normal vous n'allez pas investir dans un projet qui sera périmé dans un ou deux ans)

Pour moi c'est quand même une bonne nouvelle qui je l'espère est vraie
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Avatar de Norbertus 10
Membre à l'essai https://www.developpez.com
Le 25/12/2022 à 14:43
Le sel est à profusion (mines, marais salants, usines de désalinisation, etc..) et le souffre aussi (résidus du pétrole et du gaz, mines) mais tous deux peuvent être très toxiques (sodium et souffre, selon wikipedia) et ça aiderait les régions en manque d'eau potable pour l'agriculture

espérons que ça soit produit rapidement mais les moteurs électriques avec la crise énergétique sont-ils encore d'actualité?

N'oublions pas les découvertes fantastiques de l'hydrogène gazeux utilisé pour l'éclairage de ville et le chauffage des maisons (1873, Thaddeus S. C. Lowe) et le gaz de ville à base de charbon (Grande-Bretagne jusqu'en 1960) remplacé par le gaz de pétrole et le gaz naturel et les gazogènes de 1940 (procédé Imbert de 1920) avec gaz de bois pour les automobile, camions, autobus (appareil simple à fabriquer parait-il), l'essence synthétique des allemands (liquéfaction de lignite, charbon, goudron pour produire du gaz puis de l'essence, procédés GTL) beaucoup plus couteuse mais il y a eu des améliorations, cf les projets (DaimlerChrysler, Renault, VW, Chevron, Shell) et les projets de biomasse (BTL), les moteurs à sustentation électromagnétiques des allemands et japonais (1922, travaux de Kemper repris en 1973 et fonctionnera jusqu'en 2006, Maglev en 1962)
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Avatar de Norbertus 10
Membre à l'essai https://www.developpez.com
Le 27/12/2022 à 23:36
ça s'appelle le choux farci avec des quartiers de pommes..

je n'ai pas de but si ce n'est que de rappeler que d'excellentes inventions ont été laissées de côté (et combattues par divers moyens dont les trains à sustentation magnétique) et que la mode des moteurs électriques nécessite des sources d'énergies pour produire l'électricité.

les régions qui manquent d'eau au lieu de pomper allègrement les nappes phréatiques polluées pourraient s'approvisionner en eau de mer désalinisées et le sel récupéré servirait aux dites batteries de l'article, le lien avec les moteurs électriques est décrit dans l'article.

je n'ai pas d'autre propos que de dialoguer avec des collègues informaticiens (ex-collègues puisque je suis retraité, ex-dba oracle et développeurs PlSql) et de raconter ce que je sais.. le reste c'est de la politique et ça ne m'intéresse pas, je laisse ça aux pros de la tchatche (un certain ministre Allègre disait que le réchauffement climatique c'était bidon, un autre chercheur avait obtenu en Amérique à la même époque un budget sur un projet consistant à percer la couche d'ozone pour limiter le réchauffement climatique, etc..
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Avatar de Pierre Louis Chevalier
Expert éminent sénior https://www.developpez.com
Le 19/12/2022 à 18:07
C'est bien d'avoir ce genre de news encourageantes, après c'est que de la recherche, reste à savoir si ça sera industrialisable et quand.
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