Avancée majeure dans la chimie des batteries au sodium promettant des coûts plus bas.

Des chercheurs de l'Université métropolitaine d'Osaka ont mis au point un processus de synthèse de masse pour des sulfures contenant du sodium. La synthèse en masse d'électrolytes à haute conductivité et formabilité est essentielle pour l'utilisation pratique des batteries au sodium tout solide, considérées comme plus sûres que les batteries lithium-ion et moins coûteuses, le sodium étant bien plus abondant que le lithium.

Le rapport discutant des résultats de la découverte a été publié dans la revue Energy Storage Materials and Inorganic Chemistry. Les chercheurs ont élaboré un processus permettant d'obtenir une synthèse de masse d'électrolyte de sulfure solide présentant la conductivité ionique de sodium la plus élevée au monde et un électrolyte vitreux à haute formabilité.

Matériau synthétisé pour les batteries au sodium tout solide. L'électrolyte de sulfure solide synthétisé Na2.88Sb0.88W0.12S4 présente la conductivité ionique de sodium la plus élevée au monde. Crédit photo : Atsushi Sakuda, Université métropolitaine d'Osaka. Cliquez ici pour voir l'image en grand sur la page de communiqué de presse.

La transition vers une énergie plus verte nécessite également des batteries rechargeables efficaces pour stocker cette énergie.

Alors que les batteries lithium-ion sont actuellement les plus utilisées, les batteries au sodium tout solide retiennent l'attention car le sodium est bien plus abondant que le lithium. Cela devrait rendre les batteries au sodium moins coûteuses, et les batteries tout solide sont considérées comme plus sûres, mais des problèmes de traitement ont rendu la production de masse difficile.

Le Professeur Associé de l'Université métropolitaine d'Osaka, Atsushi Sakuda, et le Professeur Akitoshi Hayashi, tous deux de l'École d'ingénierie, ont dirigé une équipe de recherche dans le développement d'un processus pouvant conduire à une synthèse de masse pour les sulfures contenant du sodium.

En utilisant des polysulfures de sodium (des sulfures avec deux atomes de soufre ou plus) à la fois comme matériau et comme flux, favorisant la fusion, l'équipe a créé un électrolyte de sulfure solide avec la conductivité ionique de sodium la plus élevée au monde - environ 10 fois supérieure à ce qui est requis pour une utilisation pratique - et un électrolyte vitreux présentant une grande résistance à la réduction.

La synthèse en masse de tels électrolytes, avec une haute conductivité et formabilité, est essentielle pour l'utilisation pratique des batteries au sodium tout solide.

Le Professeur Sakuda a commenté : "Ce nouveau processus développé est utile pour la production de presque tous les matériaux contenant du sulfure de sodium, y compris les électrolytes solides et les matériaux actifs des électrodes. De plus, par rapport aux méthodes conventionnelles, ce processus facilite l'obtention de matériaux à performance supérieure, nous pensons donc qu'il deviendra un processus principal pour le développement futur de matériaux pour les batteries au sodium tout solide."

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Si ce développement parvient à mettre en production de masse la chimie des batteries au sodium, cela équivaudra à un changement majeur dans les coûts pour de nombreux appareils électroniques populaires. C'est parce que la batterie est un composant majeur des coûts de nombreux appareils, en particulier ceux à bas coût.

Espérons que cette technologie rapprochera la technologie au sodium du marché de masse.

Par Brian Westenhaus via New Energy and Fuel

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