La batterie air-sodium devient durable et efficace

Les meilleures performances ne sont obtenues qu'avec de l'air ambiant normal. (Image : Nature Communications)

Les batteries métal-air nécessitent une structure très complexe. Ce n'est pas le cas de la nouvelle variante à haute densité de puissance et à haut rendement, qui doit sa fonction à un nouveau type de matériau.

Mario Petzold (traduit par Ninh Duy), Published 06/06/2024 🇺🇸 🇩🇪 ...

E-Mobility Science

Une électrode, qui n'est en fait que l'air ambiant, promet une simplification extrême dans la construction des batteries rechargeables. Cependant, l'humidité et surtout l'oxygène font partie des substances qui attaquent ensuite l'anode métallique et provoquent une perte de performance relativement rapide. Des filtres à air élaborés seraient donc nécessaires pour éviter cela

Il en va tout autrement de la cellule de batterie présentée à l'université de Pohang, en Corée du Sud. Les chercheurs ont pu démontrer que les réactions chimiques avec l'oxygène, le CO2 et l'eau augmentent en fait les performances de la cellule, notamment grâce à ce que l'on appelle un super conducteur ionique de sodium (Na) (NASICON) qui recouvre l'anode.

Il forme un électrolyte solide composé, entre autres, de sodium, de silicium et de zirconium. Il contient également du nickel, important pour la réaction avec l'acide carbonique. Ce dernier est produit à partir d'eau et de CO2. Ces deux substances sont présentes dans l'air et assurent la formation d'une couche poreuse supplémentaire dans laquelle les ions sodium s'accumulent également et augmentent la conductivité des ions.

Par conséquent, la cellule présentée ici atteint des tensions pratiques de près de 3 volts et peut être rechargée avec seulement un volt de plus. Cet aspect est particulièrement important pour obtenir un rendement élevé. Si la tension pendant la charge et la décharge est trop éloignée, il faut beaucoup plus de courant pour la charge qu'il n'y en a ensuite.

Cependant, il reste encore du chemin à parcourir avant de pouvoir utiliser ce système dans la pratique. Dans l'étude publiée, 100 charges ont été réalisées, avec une puissance restante de 86 %. Pour une utilisation pratique, il serait bien sûr souhaitable de décupler la puissance.

Une caractéristique de la batterie prometteuse devrait particulièrement plaire aux habitants des climats tempérés. L'humidité habituelle de 70 % y garantit une performance maximale de la batterie métal-air. La voiture électrique peut alors parcourir quelques kilomètres de plus.