Les batteries sodium-ion s’imposent comme une alternative prometteuse : moins coûteuses, plus durables et dotées d’une performance comparable à celle des batteries lithium-ion. Un pas décisif vient d’être franchi grâce à un matériau révolutionnaire développé par une équipe internationale incluant des chercheurs de l’University of Houston. Leur travail porte sur un composé innovant, le phosphate de sodium-vanadium (NaxV2(PO4)3), qui améliore la densité énergétique des batteries sodium-ion de plus de 15 %, les rapprochant des performances du lithium.
Le professeur Pieremanuele Canepa du Canepa Lab met en avant l’avantage clé du sodium :
Le sodium coûte près de 50 fois moins cher que le lithium et peut être extrait de l’eau de mer. Cette abondance rend le sodium plus accessible et durable, ce qui pourrait réduire notre dépendance au lithium tout en abaissant les coûts de production.
Un matériau qui booste les performances des batteries sodium-ion
Issu de la famille des superconducteurs ioniques NaSICON, ce nouveau matériau favorise un flux optimal des ions sodium lors des cycles de charge et de décharge. Sa structure monophase garantit une tension stable de 3,7 V par rapport au sodium métallique – surpassant les 3,37 V atteints par les matériaux existants. Cette stabilité est essentielle pour améliorer l’efficacité des batteries sans altérer la durabilité des électrodes.
Le rôle du vanadium dans ce composé est particulièrement notable. Capable d’exister sous plusieurs états d’oxydation, il optimise la capacité de stockage d’énergie par unité de masse, renforçant ainsi la performance globale de la batterie.
Les recherches ont été menées en collaboration avec l’Université de Bordeaux et l’Université de Picardie Jules Verne, dans le cadre d’un partenariat entre le Canepa Lab et des instituts français. La mise au point du prototype a permis de valider expérimentalement les propriétés remarquables de NaxV2(PO4)3, confirmant son potentiel dans le stockage d’énergie.
Pieremanuele Canepa précise :
Nous cherchons à développer des technologies de stockage plus propres et durables. Ce matériau démontre que les batteries sodium-ion peuvent répondre aux besoins énergétiques des technologies modernes tout en étant plus économiques et respectueuses de l’environnement.
Vers une production à grande échelle pour le stockage d’énergie renouvelable
Au-delà des appareils électroniques, cette technologie pourrait jouer un rôle clé dans le stockage d’énergie renouvelable à grande échelle, offrant ainsi une solution viable pour les centrales électriques. La méthode de synthèse de NaxV2(PO4)3 pourrait également inspirer la conception de nouveaux matériaux, accélérant ainsi la transition vers des systèmes énergétiques plus propres.
Les résultats, publiés dans Nature Materials, ouvrent des perspectives encourageantes, bien que la production de batteries à grande échelle nécessite encore du temps. Selon les experts, cette technologie pourrait être disponible sur le marché d’ici 5 à 7 ans.
Sarah Bouchaib, Je suis une passionnée de technologie et de culture geek. J’adore les jeux vidéo, les cryptomonnaies, les télécoms, et tout ce qui touche au numérique.