« Cette batterie conserve 99,8 % de sa capacité après 500 cycles » : ce prototype au zinc change toutes les règles

Les avancées technologiques dans le domaine des batteries représentent un enjeu crucial pour l’avenir des énergies renouvelables et la stabilité des réseaux électriques. Une nouvelle technologie pourrait bien révolutionner le stockage d’énergie grâce à des batteries plus abordables, plus sûres et plus durables. Des scientifiques australiens ont mis au point une électrode sèche innovante pour les batteries aqueuses, doublant les performances des cathodes standard à l’iode et au lithium-ion. Cette découverte pourrait bien changer la donne pour le stockage d’énergie à grande échelle.

Une avancée australienne majeure en stockage d’énergie

Des chercheurs de l’Université d’Adélaïde, dirigés par le professeur Shizhang Qiao, ont développé une nouvelle technique d’électrode pour les batteries zinc-iode. Cette technologie promet de surmonter les limitations des batteries actuelles, notamment en termes de sécurité, de coût et de respect de l’environnement. Les nouvelles électrodes, fabriquées à partir de poudres sèches, offrent une performance et une stabilité accrues. En ajoutant une petite quantité de 1,3,5-trioxane à l’électrolyte, les chercheurs ont déclenché la formation d’un film protecteur flexible sur la surface du zinc, empêchant efficacement la croissance des dendrites.

Ces dendrites, structures en forme d’aiguilles qui se forment pendant la charge et la décharge, peuvent court-circuiter la batterie. Le film protecteur développé par l’équipe prévient ce phénomène, prolongeant ainsi la durée de vie des batteries. Cette innovation pourrait transformer les batteries zinc-iode en un candidat de choix pour le stockage d’énergie à grande échelle, en particulier pour l’intégration des énergies renouvelables.

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Des performances comparables aux batteries lithium-ion

Les batteries aqueuses zinc-iode sont généralement considérées comme plus sûres et plus abordables que les batteries lithium-ion, grâce à l’abondance de leurs matériaux. Cependant, elles accusent encore un retard en termes de performance globale. Selon l’équipe de chercheurs, cette nouvelle technique pourrait les transformer en un concurrent sérieux pour le stockage d’énergie à grande échelle. Les cellules en sachet fabriquées avec les nouvelles électrodes ont conservé 88,6 % de leur capacité après 750 cycles de charge, tandis que les cellules bouton ont maintenu près de 99,8 % après 500 cycles.

Grâce à une charge élevée en iode et à une interface zinc stable, ces batteries peuvent stocker plus d’énergie à un poids et un coût réduits. Les chercheurs estiment que cette avancée majeure pourrait accélérer l’adoption de la technologie zinc-iode pour les applications à grande échelle et pour la stabilité des réseaux.

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Les atouts distinctifs de cette technologie

Le professeur Qiao a souligné plusieurs avantages clés de ce nouveau design par rapport aux batteries existantes. Les électrodes sèches contiennent beaucoup plus de matière active que les versions traitées par voie humide, qui atteignent généralement un maximum de deux milliampères-heures par centimètre carré (mAh/cm²). De plus, leur structure dense réduit l’autodécharge et la perte par navette en limitant les fuites d’iode dans l’électrolyte.

Le film protecteur sur la surface du zinc empêche la croissance des dendrites et prolonge la durée de vie des cycles. Cette nouvelle technologie offrira des avantages significatifs aux fournisseurs de stockage d’énergie, notamment pour l’intégration des énergies renouvelables et l’équilibrage du réseau. Les industries ayant besoin de grandes banques d’énergie stables, telles que les services publics et les micro-réseaux, pourraient adopter cette technologie plus rapidement.

Perspectives d’avenir pour les batteries zinc-iode

Les scientifiques envisagent déjà de développer cette technologie pour élargir ses capacités. Ils croient qu’elle peut être mise à l’échelle grâce à la fabrication en bobine, une technique courante dans la production industrielle de batteries. En optimisant des collecteurs de courant plus légers et en réduisant l’excès d’électrolyte, la densité énergétique globale du système pourrait être doublée, passant d’environ 45 wattheures par kilogramme (Wh/kg) à environ 90 Wh/kg.

L’équipe a également l’intention de tester la performance d’autres chimies halogènes, telles que les systèmes au brome, en utilisant la même approche de traitement à sec. Cette recherche prometteuse, publiée dans la revue scientifique Joule, pourrait bien ouvrir la voie à de nouvelles solutions de stockage d’énergie à grande échelle.

Alors que cette technologie continue de progresser, elle soulève des questions importantes sur l’avenir du stockage d’énergie. Comment ces innovations influenceront-elles le développement des énergies renouvelables et la stabilité des réseaux électriques ? Quelles seront les prochaines étapes pour intégrer efficacement ces batteries dans nos infrastructures énergétiques existantes ?