Des scientifiques de l'Université du Surrey au Royaume-Uni ont découvert qu'une simple modification de fabrication, laisser de l'eau à l'intérieur d'un matériau de batterie, peut presque doubler son stockage d'énergie. Cette découverte, publiée dans le Journal of Materials Chemistry A, pourrait faire des batteries sodium-ion un concurrent plus solide face à la technologie lithium-ion et même aider à transformer l'eau de mer en eau potable.
Un retournement surprenant sur une hypothèse courante
Les chercheurs en batteries retirent généralement l'eau des matériaux car l'humidité est considérée comme nocive. Mais lorsque l'équipe de Surrey a testé l'oxyde de sodium et de vanadium avec sa teneur en eau naturelle intacte, les résultats ont été spectaculaires. Le matériau hydraté a stocké presque deux fois plus de charge que les matériaux sodium-ion typiques, s'est chargé plus rapidement et est resté stable pendant plus de 400 cycles de charge. Cette performance l'a placé parmi les matériaux de cathode les plus puissants rapportés pour ce type de batterie.
Pourquoi le sodium est important
Les batteries lithium-ion alimentent la plupart des smartphones, ordinateurs portables et véhicules électriques, mais le lithium est cher et a des coûts environnementaux. Le sodium est abondant, présent dans l'eau de mer et les dépôts de sel, ce qui en fait une alternative moins chère et plus durable. Les batteries sodium-ion fonctionnent de manière similaire aux batteries lithium-ion, avec des particules de sodium chargées se déplaçant entre les électrodes. Le principal obstacle a été la performance, que cette approche de rétention d'eau pourrait aider à surmonter.
Un double objectif : énergie et eau propre
Les chercheurs se sont concentrés sur le vanadate de sodium hydraté nanostructuré (NVOH), un matériau où les molécules d'eau sont intégrées dans la structure. En ne le chauffant pas pour éliminer l'eau, ils ont libéré son potentiel. Au-delà du stockage d'énergie, le matériau pourrait également aider au dessalement, en retirant le sel de l'eau de mer. Cette double fonction ajoute une nouvelle dimension à la recherche sur les batteries, suggérant que le même matériau pourrait un jour aider à résoudre à la fois les défis énergétiques et ceux de l'eau.
La découverte remet en question une hypothèse de longue date dans la fabrication de batteries et ouvre une voie simple vers des batteries sodium-ion plus puissantes. Bien que des travaux supplémentaires soient nécessaires, le potentiel pour un stockage d'énergie et une purification de l'eau moins chers et plus durables est désormais un peu plus proche de la réalité.
