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Un électrolyte solide pour des batteries au sodium plus vertes et plus sûres

Un électrolyte solide pour des batteries au sodium plus vertes et plus sûres
©Xavier Ravinet / Olivier Gaumer - UNIGE
Par Bruno Mortgat, le 9 février 2022.
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Une équipe de l’université de Genève a conçu un nouveau matériau qui améliore les performances des batteries solide au sodium, moins dangereux et plus durable que le lithium.
 
Le lithium est aujourd’hui présent dans la majorité des batteries d’appareils électroniques et de véhicules électriques. Problème : ce métal est inégalement réparti inégalement autour du globe et se trouve au cœur d’enjeux géopolitiques majeurs au même titre que le pétrole. Par ailleurs, l’électrolyte liquide de ces batteries est très inflammable et peut réagir violemment avec l’oxygène en cas de fuite, représentant alors un danger important pour les utilisateurs.

Le sodium, moins cher que le lithium et présent en abondance à la surface de la terre et dans la mer, est de longue date envisagé comme une alternative. Son recyclage est aussi plus aisé. Mais ses ions se meuvent difficilement dans l’électrolyte liquide des piles classiques, ce qui le rendait jusqu’ici moins performant.

Un électrrolyte en carbo-hydridoborate

Une équipe scientifique de l’université de Genève (Unige) est parvenue à élaborer un électrolyte solide non inflammable en modifiant la structure des cristaux d’un matériau composé de carbone, de bore et d’hydrogène (carbo-hydridoborate). Pour parvenir à ce résultat, l’équipe de recherche a soumis ce composé à des chocs importants, engendrant des températures élevées, à l’intérieur d’un moulin à billes. Une méthode par ailleurs peu gourmande en énergie et très utilisée dans l’industrie de ciment, par exemple. Le groupe de recherche a également défini la pression idéale à appliquer sur la pile pour un fonctionnement efficient : celle-ci doit être d’environ 400 atmosphères, ce qui s’obtient très facilement, en quelques tours de vis.

Ces deux découvertes ouvrent la voie à une production facilitée des batteries au sodium, en particulier dans l’industrie automobile. « En raison du poids légèrement plus important de ces accumulateurs, ils pourraient être utilisés en priorité pour alimenter des voitures. L’évaluation de la rentabilité de leur fabrication reste également encore à faire. Mais il est désormais important que les industriels se rendent compte que le matériau que nous avons découvert est vraiment intéressant », conclut Fabrizio Murgia, chercheur au sein du laboratoire de cristallographie de la Faculté des sciences de l’Unige.

Ces résultats sont à lire dans les revues ACS AppliedMaterials & Interfaces et Advanced Materials Interfaces.
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