Progrès en matière de sécurité des batteries
Malgré les avancées fulgurantes des batteries, un problème majeur demeure : la sécurité. De nombreuses cellules haute performance continuent d’utiliser des électrolytes organiques, qui sont inflammables et peuvent s’enflammer en cas de surchauffe.
Toutefois, la recherche et les projets de fabrication précoce laissent entrevoir des solutions plus sûres, avec des batteries à électrolytes à base d’eau qui se rapprochent d’une utilisation pratique. D’après un rapport de Bestmag, cela pourrait transformer le paysage de l’énergie.
Une solution plus sûre à l’horizon
Les électrolytes jouent un rôle essentiel dans le fonctionnement des batteries. Dans la plupart des batteries lithium-ion et sodium-ion, ces substances sont à base de carbone et d’organique, permettant d’atteindre des tensions élevées et de favoriser une plus grande autonomie. Cependant, cette technologie présente un risque accru d’incendie.
En revanche, les électrolytes aqueux, qui utilisent de l’eau, sont non seulement moins coûteux et plus conducteurs, mais également beaucoup moins susceptibles de s’enflammer. Néanmoins, leur adoption a été limitée par des tensions inférieures, souvent associées à une densité d’énergie réduite.
Récemment, des chercheurs ont commencé à développer des batteries expérimentales à base d’eau capables de fonctionner jusqu’à 3,0 volts, réduisant ainsi le fossé entre les différentes technologies.
Une évolution commerciale prometteuse
Des nouvelles encourageantes émergent aussi du côté des projets commerciaux. SoftBank et Cosmos Lab envisagent de produire en masse une batterie zinque-brome au Japon d’ici l’exercice 2027. Par ailleurs, la société Alsym Energy, basée dans le Massachusetts, se concentre sur le développement de batteries sodium-ion non inflammables pour des usages en stockage.
Importance de la sécurité dans les systèmes de batteries
Il est essentiel de reconnaître que la batterie la plus puissante n’est pas forcément la plus adaptée à chaque application. Pour des systèmes fixes comme les foyers, entreprises et centres de données, des facteurs comme la sécurité, la longévité et la prévisibilité des coûts peuvent être prioritaires sur la quantité d’énergie stockée.
Éviter les risques d’incendie liés aux électrolytes organiques pourrait significativement réduire les besoins en systèmes de refroidissement et en équipements de protection contre les incendies. Les propriétaires pourraient ainsi réaliser des économies sur l’installation, simplifier l’entretien et maximiser l’espace de stockage.
Ces systèmes de batteries plus sûrs représentent une option particulièrement intéressante pour assurer une alimentation de secours lors de canicules, tempêtes ou pannes de réseau, surtout dans les communautés encore concernées par les incidents liés aux incendies de batteries.
En optant pour des matériaux comme le zinc, le brome, le sodium ou l’aluminium au lieu du lithium, du cobalt ou du nickel, ces nouvelles technologies pourraient également stabiliser les chaînes d’approvisionnement et réduire les coûts.
Innovations dans le domaine des batteries
Cosmos Lab a développé une batterie zinque-brome qui combine les atouts des batteries classiques et des supercondensateurs, avec un design qui s’intègre facilement dans des configurations de stockage d’énergie existantes. Les coûts de ces cellules seraient inférieurs à 50 dollars par kilowatt-heure, en utilisant des matériaux locaux, ce qui favoriserait une fabrication intérieure.
De son côté, Alsym Energy travaille sur une technologie de batterie sodium-ion, atteignant 135 watt-heures par kilogramme. Bien que cela soit en dessous des performances des meilleures cellules lithium-fer-phosphate, c’est suffisant pour de nombreux besoins de stockage. Cette technologie pourrait également réduire, voire éliminer, la nécessité d’un refroidissement actif.
Récemment, Alsym a établi un partenariat avec Juniper Energy pour développer 500 MWh de systèmes de stockage d’énergie non inflammables en Californie. Le PDG et cofondateur d’Alsym, Mukesh Chatter, a déclaré que “nos batteries répondent parfaitement aux attentes actuelles du marché et offrent la tranquillité d’esprit aux propriétaires, entreprises et opérateurs de réseau en quête de solutions de stockage d’énergie fiables et sûres.”
FAQ
Quels sont les principaux avantages des batteries à électrolytes aqueux ?
Les batteries à électrolytes aqueux sont généralement moins coûteuses, moins inflammables et présentent une meilleure conductivité par rapport aux batteries utilisant des électrolytes organiques.
Comment ces nouvelles batteries impactent-elles la chaîne d’approvisionnement ?
En se basant sur des matériaux comme le zinc et le sodium, ces batteries pourraient contribuer à stabiliser les chaînes d’approvisionnement et à réduire la dépendance aux métaux rares comme le lithium.
Quelles applications bénéficieraient le plus de ces nouvelles technologies ?
Ces batteries sont particulièrement adaptées pour des systèmes stationnaires dans les foyers, les entreprises et les centres de données, vers les secteurs où la sécurité et le coût sont des préoccupations majeures.
Existe-t-il des défis à la mise en œuvre de ces batteries ?
Bien que les performances des batteries à électrolytes à base d’eau soient en progrès, elles doivent encore surmonter des défis comme l’atteinte de taux de charge élevés et des durées de vie compétitives.
Quel est l’avenir des batteries à base d’eau ?
Avec les avancées en recherche et les investissements dans les nouvelles technologies, les batteries à électrolytes aqueux pourraient bientôt devenir une alternative courante et compétitive face aux technologies traditionnelles basées sur des matériaux organiques.
