Batterie au sodium: stocker le courant solaire en respectant l’environnement?

Le nouveau système énergétique réclame toujours plus de batteries afin de stocker de manière intermédiaire le courant provenant de productions fluctuantes telles que le photovoltaïque. Parallèlement, les critiques envers les batteries au lithium se multiplient. La solution résiderait-elle dans le sodium, la céramique et le nickel? Entretien avec Cord-Henrich Dustmann.
28.04.2021

Monsieur Dustmann, vos batteries d’une capacité de stockage de 7 kWh doivent permettre aux propriétaires d’installations photovoltaïques d’utiliser eux-mêmes le courant solaire qu’ils produisent, même la nuit et par mauvais temps. Et le sel de cuisine serait à la base de cela?

Oui! Pas uniquement, bien sûr. Mais d’abord, je dois revenir un peu en arrière, car l’image des batteries est fortement marquée par des technologies telles que les batteries au plomb ou lithium-ion et leur structure. Dans les faits, une batterie a une structure très simple: tout ce dont vous avez besoin, c’est d’un pôle positif et d’un pôle négatif, d’un électrolyte et d’un séparateur entre les deux pôles. Dans chaque batterie a lieu une réaction électrochimique réversible, pendant laquelle le système est déchargé – ou, rechargé, justement.

Et comment cela se passe-t-il dans une batterie au sodium, c’est-à-dire sans aucun lithium ni substances organiques combustibles?

Notre batterie est de type «batterie au sel fondu», appelée aussi batterie ZEBRA. Cet acronyme signifie «Zero Emission Battery Research Activities», qui était un projet de recherche national en Afrique du Sud dans les années 80. Les réactifs sont un granulat imprégné d’une solution liquide composée de sel (NaAlCl4), fait de chlorure de sodium (sel de cuisine) et de nickel, comme électrode positive; une paroi céramique conductrice pour les ions Na à titre de séparateur; et du sodium liquide dans l’espace extérieur comme électrode négative. Pour les passionnés de chimie, la réaction globale lors de la charge est: électricité + 2 NaCl + Ni > NiCl2 + 2 Na. Le sel de cuisine et le nickel deviennent donc du chlorure de nickel et du sodium, et lors de la décharge, c’est la réaction exactement inverse qui se produit.

Quand on cherche sur Internet et qu’on pense à ses propres appareils électroniques ou à la voiture électrique, il semble que la technologie au lithium se soit toutefois imposée...

Ses débuts remontent à une petite batterie que Sony avait développée pour ses walkmans. On se souvient tous de cet appareil à cassette qui permettait d’écouter de la musique en faisant son jogging, à l’époque où cela n’allait pas encore de soi. On a ensuite assisté à un «market pull», la demande en petites batteries rechargeables performantes a fait avancer la technologie; aujourd’hui, nous trouvons du lithium dans les ordinateurs portables, dans les vélos électriques, dans les voitures électriques, dans les écouteurs, et j’en passe. Mais, à la question: «Comment stocker mon courant solaire?», la batterie au sodium nous offre une bien meilleure réponse.

Comment expliquez-vous cela?

Chaque technologie a ses avantages et ses inconvénients. Les batteries au lithium ont une densité de puissance élevée et peuvent être de très petite taille. Mais ce qui est moins bien, c’est l’extraction des matières premières nécessaires, douteuse au niveau social et environnemental, le risque d’incendie et l’énorme travail nécessaire pour fabriquer des batteries avec une grande capacité de stockage. La batterie au sel fondu est beaucoup plus «propre», ses matières premières sont moins chères, elle est beaucoup plus facilement productible en grande quantité – et représente donc un dispositif de stockage parfait pour le courant solaire.

«La batterie au sel fondu convainc aussi du point de vue social: nous n’avons besoin ni de manganèse ni de cobalt provenant de pays en développement»

Et les inconvénients?

Dans une voiture, une batterie au sel fondu n’a pas sa place. À modèles de voiture comparables, elle offre une puissance plus faible – et, pour fonctionner, elle doit chauffer à une température d’environ 250 degrés, ce pour quoi elle est bien isolée. Si vous n’utilisez pas votre voiture électrique pendant votre séjour au camping, il se pourrait qu’elle soit vide au moment d’entamer le trajet de retour. Elle n’est pas non plus adaptée pour les ordinateurs portables, sauf bien sûr si vous souhaitez trimballer avec vous un pot de nickel, de céramique et de sel pour alimenter votre ordinateur.

Parlons avenir: qu’envisagez-vous avec la batterie au sodium, quelle direction prenez-vous?

Notre entreprise veut vendre cette technologie sous le modèle de licence: la production se fait alors localement, sur le lieu où elle est demandée. Nous avons déjà un business case au Brésil, et nous souhaitons maintenant nous rapprocher des entreprises électriques suisses. Les besoins en solutions de stockage intermédiaire appropriées pour l’électricité issue d’énergies renouvelables vont encore croître fortement. Notre batterie au sodium est productible à partir de matières bon marché et non toxiques, sans avoir recours à des usines ultramodernes – et elle marque des points grâce à une grande capacité de stockage par rapport à sa taille. Il n’y a pas de risque qu’elle prenne feu, contrairement aux batteries au lithium. S’il devait un jour y avoir un problème avec la batterie, on pourrait même tout simplement l’éteindre en déconnectant le chauffage. Sans compter que la batterie au sel fondu convainc aussi du point de vue social: nous n’avons besoin ni de manganèse ni de cobalt provenant de pays en développement. Et notre batterie peut être utilisée aussi bien dans le désert que sur la banquise: un vrai produit polyvalent, donc. Vous cherchez à stocker du courant solaire? Nous avons une solution… salée!