Des chercheurs britanniques ont mis au point un nouveau matériau séparateur à base d’algues brunes augmentant la durée de vie et la capacité des batteries au sodium, qui constituent une alternative avantageuse à leurs homologues lithium-ion.
Améliorer les performances des batteries sodium-ion grâce aux algues
Si les batteries au lithium s’avèrent aujourd’hui omniprésentes, celui-ci se révèle relativement rare et son extraction coûteuse, ce qui pousse les scientifiques à se tourner depuis plusieurs années vers la chimie sodium-ion afin de proposer des batteries beaucoup plus abordables qui contribueront notamment au stockage à grande échelle des énergies renouvelables.
Problème de taille : la croissance incontrôlée de structures appelées dendrites lors de l’utilisation de ce type de cellules peut fragiliser et percer la membrane séparatrice se trouvant entre les deux électrodes et provoquer un court-circuit.
En collaboration avec des scientifiques de l’Imperial College et de l’University College de Londres, une équipe de l’université de Bristol a trouvé un moyen d’éviter ce scénario en utilisant des matériaux cellulosiques dérivés d’algues brunes pour former un nouveau matériau séparateur. Empêchant la formation de dendrites, ces fibres améliorent également les performances de la batterie.
« Ces matériaux à base d’algues renforcent la solidité du séparateur afin d’éviter qu’il ne soit percé par les dendrites », explique Jing Wang, auteur principal de la nouvelle étude, parue dans la revue Advanced Materials. « Cela a également pour effet de décupler la capacité de stockage, l’efficacité et la durée de vie de ces batteries, qui pourraient être utilisées pour alimenter durablement des appareils tels que les smartphones. »
Des résultats prometteurs
Les essais réalisés ont montré que cette conception conservait une stabilité à long terme « sans précédent », avec le maintien d’une densité énergétique élevée sur 1 000 cycles. Selon les chercheurs, l’approche pourrait également être appliquée à d’autres types de batteries afin de les rendre plus efficaces. Ceux-ci se penchent désormais sur la production à grande échelle des matériaux.
« Ces nanomatériaux sont capables de renforcer les matériaux séparateurs et d’améliorer notre capacité à évoluer vers des batteries à base de sodium », souligne le Dr Amaka Onyianta. « Cela signifie que nous n’aurions pas à compter sur des matériaux rares comme le lithium, qui est souvent exploité de manière non éthique et qui utilise beaucoup de ressources naturelles, comme l’eau, pour l’extraire. »
