Les batteries sodium-ion de Natron sortent du laboratoire et entrent en production aux États-Unis
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
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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:fleche: Quel est votre avis sur le sujet ?
:fleche: Que pensez-vous de la technologie de batterie mise en place par les chercheurs ?
:fleche: Selon vous, quelle technologie de batterie représente l'avenir du stockage d'énergie ?
Voir aussi
:fleche: Les batteries avec une durée de vie ultra-longue pourraient à terme devenir une réalité, au regard des diverses avancées présentées au CES 2022
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génial ce serait écolo et permettrait de désaliniser l'eau de mer pour l'agriculture
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)
le mélange de choux, pâté et pomme que vous évoquez est excellent
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..
Outre la technologie saline, existe une batterie sans lithium, 2.500 kilomètres d'autonomie .
Outre la technologie saline, existe une batterie sans lithium, 2.500 kilomètres d'autonomie, 7 centimes du km, un temps de changement de batterie de 90 secondes.
En français: http://www.wikistrike.com/2019/11/re...echarger.html*
En anglais: https://www.dailymail.co.uk/news/art...rging-it.html*
Voici ce que m'écrivait, le mois dernier, l'inventeur, au sujet de son entreprise française, créée en 2006, liquidée en 2010:
SAS METALECTRIQUE (registration of 11-07-2006, cancellation of 04-03-2010), 8 route de CHÂTEAUROUX, 36200 ARGENTON SUR CREUSE,
RCS 490 895 729, APE 7219Z (Research and Development in the Physical Sciences), President M Trevor JACKSON, website: https://www.metalectrique.com/*
Traduction de son mèl: " Merci ...,
" Métalectrique SAS a été attaquée par des inconnus et la DST m'a prévenu de la catastrophe. Michel Sapin (notre maire) s'est excusé mais n'a rien pu faire.
" Ils ont bloqué le financement d'Oséo, ils ont fermé mes comptes en banque, ils ont coupé mon électricité et mis mon téléphone en panne. Ils ont garé des
" voitures devant chez moi et ont empêché mon père et mon frère de m'appeler. Ils ont également bloqué la police métropolitaine de Londres via France Télécom.
" J'ai dû laisser notre chien de famille (Charlie) pendant six mois et il est décédé peu de temps après son retour au Royaume-Uni. Mes enfants ont été
" dévastés en laissant Charlie et leurs camarades de classe français derrière eux. Je devais aussi dire au revoir à mes chers amis. Nous avons quitté notre
" maison et avons dû la vendre pour payer les factures. Nous n'avons pas de maison depuis 2008 et nous sommes des citoyens de seconde classe.
" Le maire a essayé de me forcer à m'inscrire aux Restos du Coeur. C'est parce que j'avais inventé une technologie capable de changer le monde.
" Je l'ai inventée à Cornwall en 2001 et ma famille et moi avons été victimes d'intimidation et de harcèlement au Royaume-Uni et en France. Nous avons été
" bloqués dans les médias jusqu'à ce que l'article de Mail on Sunday ait été publié. Maintenant, les médias enterrent l’histoire avec plus de «percées» et
" de battage médiatique dans le lithium.
" C’est la planète de tout le monde, donc la minuscule clique qui le détruit doit être en prison, à mon avis.
" Je ne sais pas qui a fait ça à moi et à ma famille, mais vous avez peut-être raison.
" J'apprécie vos commentaires et vos conseils avisés.
" Je vous remercie.
" Trevor "
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Des chercheurs mettent au point une batterie au sodium capable de se recharger en quelques secondes
Des chercheurs mettent au point une batterie au sodium capable de se recharger en quelques secondes, le sodium étant plus abondant que le lithium, cela pourrait changer notre façon d'utiliser l'électronique.
Des chercheurs ont mis au point un nouveau type de batterie qui se charge incroyablement vite, ce qui pourrait changer la façon dont nous utilisons tout, des smartphones aux voitures électriques.
Cette nouvelle batterie sodium-ion, mise au point par le professeur Jeung Ku Kang et son équipe du département de science et d'ingénierie des matériaux, pourrait changer la donne en matière de technologie de stockage de l'énergie. Le sodium, l'élément utilisé dans ces batteries, est plus de 500 fois plus abondant que le lithium, qui est actuellement utilisé dans la plupart des batteries rechargeables.
Malgré l'abondance du sodium, les batteries sodium-ion sont confrontées à des problèmes tels qu'une faible puissance de sortie et des temps de charge lents. Mais cette dernière innovation de l'équipe du professeur Kang au KAIST pourrait changer la donne. La recherche, à laquelle participent les doctorants Jong Hui Choi et Dong Won Kim du KAIST, a été publiée dans la revue Energy Storage Materials. Leur article décrit comment ils ont construit une batterie qui non seulement se charge rapidement, mais qui contient également beaucoup d'énergie.
La clé du succès réside dans la combinaison de deux types de matériaux traditionnellement utilisés séparément dans les batteries et les super-condensateurs. En mélangeant ces matériaux, l'équipe a créé un système hybride qui bénéficie du stockage d'énergie élevé des batteries et des capacités de charge et de décharge rapides des super-condensateurs.
Ce système hybride utilise un nouveau type d'anode (le côté négatif de la batterie) fabriquée à partir d'un sulfure de fer conducteur multivalent à faible cristallinité, intégré dans du carbone poreux dopé au soufre. La cathode (côté positif) est constituée d'un matériau dopé à l'oxygène à surface élevée. Ensemble, ces innovations permettent à la batterie de se charger rapidement tout en conservant une densité d'énergie élevée - une mesure de la quantité d'énergie qu'une batterie peut stocker.
Cette nouvelle technologie de batterie pourrait avoir un impact significatif sur plusieurs secteurs. Par exemple, les véhicules électriques équipés de ces batteries pourraient se recharger en quelques secondes seulement, soit à peu près le temps qu'il faut pour faire le plein d'un réservoir d'essence. De même, les téléphones portables et autres appareils intelligents pourraient passer beaucoup moins de temps attachés à un chargeur.
L'équipe du professeur Kang a démontré que sa nouvelle batterie sodium-ion peut surpasser les batteries lithium-ion traditionnelles en termes de densité énergétique et de densité de puissance. Plus précisément, leur batterie atteint une densité énergétique de 247 wattheures par kilogramme (Wh/kg) et une densité de puissance stupéfiante de 34 748 watts par kilogramme (W/kg).
Ces résultats impressionnants suggèrent que les batteries sodium-ion pourraient bientôt constituer une solution plus efficace et plus rentable pour le stockage de l'énergie. Avec un potentiel aussi prometteur, cette technologie pourrait bientôt trouver sa place dans toute une série d'applications, de l'électronique quotidienne aux technologies aérospatiales de pointe. L'avenir du chargement pourrait n'être qu'à quelques secondes, grâce à ce développement passionnant de la technologie des batteries.
De nouvelles batteries sodium-ion qui pourraient se charger en quelques secondes
Les accumulateurs d'énergie hybrides sodium-ion (SIHES) sont des accumulateurs d'énergie électrochimique prometteurs pour de nombreuses applications, mais leurs faibles densités d'énergie et de puissance doivent encore être surmontées. La recherche présente une stratégie permettant de réaliser des SIHES à très haute densité énergétique et à recharge rapide.
Des matériaux anodiques ultrafins à base de sulfure de fer et de carbone/graphène dopé au S (FS/C/G) sont synthétisés à partir d'hétéro-structures d'oxyde de graphène et de cadre métal-organique (MOF) à base de fer, via la formation et la sulfuration de carbone graphitique. Les analyses Operando et ex-situ révèlent que les sulfures de fer cyclés sont redimensionnés en fragments conducteurs de faible cristallinité avec des vides de Fe et des états Fe2+/Fe3+ multivalents.
La réduction de la taille des fragments à l'intérieur d'une structure poreuse 3D de carbone graphitique riche en N dopé au S induit des performances de FS/C/G à haute capacité et à haut débit. En outre, des matériaux cathodiques poreux 3D en carbone dopé O sont synthétisés à partir de structures zéolitiques d'imidazolate (ZIF) via des formations de micropores assistées par pyrolyse et de mésopores assistées par KOH.
Ce carbone poreux dérivé de ZIF (ZDPC) présente une surface ∼20 fois plus élevée (3972 m2/g) que les ZDC conventionnels, des micropores induits par l'O et des sites riches en N pour une capacité élevée, des défauts/mésopores accessibles aux ions induits par les hétéroatomes et des réseaux de carbone graphitique conducteurs riches en N. En outre, le FS/C/G/ZDPC a été synthétisé à partir de cadres zéolithiques d'imidazolate (ZIF).
En outre, le SHHES FS/C/G/ZDPC bénéficie de réactions capacitives et contrôlées par diffusion, comme le démontrent sa densité énergétique de 247 Wh kg-1, la plus élevée à ce jour, qui surpasse celle des SIHES de pointe, sa densité de puissance rechargeable rapidement (jusqu'à 34 748 W kg-1), qui dépasse de plus de 100 fois les réactions de type batterie, et sa stabilité cyclique avec une efficacité coulombienne de ∼100 % sur 5 000 cycles de charge-décharge.
Conclusion
En résumé, les chercheurs ont synthétisé des cadres de carbone graphitique poreux 3D dopés S et dopés O riches en N comme matériaux d'anode et de cathode pour des SIHES à haute performance. Tout d'abord, les hétéro-structures FS/C/G ont été dérivées en tant que matériau d'anode à haute capacité à partir des hétéro-structures MIL-100(Fe)/GO via la formation de carbone graphitique et la sulfuration assistée par échange d'anions. Les analyses Operando XRD, HRTEM et XPS ont révélé que les sulfures de fer cycliques ont été redimensionnés en sulfure de fer conducteur multivalent à faible cristallinité.
Source : Professeur Jeung Ku Kang et son équipe du département de science et d'ingénierie des matériaux
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