Quelles technologies pour les batteries domestiques du futur ?
Le lithium est une ressource rare et son extraction est polluante.
Une ombre plane sur les batteries domestiques : la technologie du Lithium-Ion est loin d’être neutre sur l’environnement. Majoritairement issu de la saumure présente dans les grands déserts de sel, l’extraction du Lithium est gourmand en eau. Il s’obtient par évaporation de la saumure et impacte les écosystèmes de ces espaces naturels. Par ailleurs, l’autre inconvénient du lithium est qu’il est plutôt rare. On ne le trouve que dans certains pays comme la Colombie, le Chili ou encore Chine. La demande croissante en batteries dans les années à venir fait craindre une très forte augmentation des prix du lithium. Enfin, le taux de recyclage des batteries au Lithium dépasse aujourd’hui à peine les 70%, malgré de bonnes perspectives d’améliorations.
Pour les particuliers, les batteries Lithium-ion semblent aujourd’hui à la mode mais d’autres technologies prometteuses se développent.
Les Batteries Sodium-ion
Les batteries Sodium-ion (Na-ion) semblent à ce titre une des pistes les plus privilégiées. À l’inverse du lithium, le sodium est abondant. Cette matière représente 2,6% de la croûte terrestre contre 0,06% pour le lithium, et surtout, il est présent dans l’eau de mer sous forme de chlorure de sodium (NaCl).
Ces batteries Sodium-ion sont en revanche plus denses que celles au lithium. Elles ne pourront donc pas équiper les ordinateurs portables ou smartphones de demain, du moins dans un premier temps. Mais les voitures électriques et les batteries domestiques du futur pourraient rapidement bénéficier du Sodium-ion. Cette technologie est d’ailleurs une des fiertés françaises. Ce sont les équipes du CNRS et du CEA qui ont réalisé le premier prototype de batterie Na-ion en 2015 avant de lancer la startup française Tiamat et un démonstrateur fonctionnel en 2017. Leur promesse : un temps de charge 10 fois plus rapide pour une durée de vie 10 fois plus importante que le lithium-ion.
Les Batteries au Zinc
Les batteries au zinc, qu’elles soient des systèmes Zn/Ni ou Zn/air, sont une réelle alternative aux batteries au lithium, qui s’inscrit dans une démarche de développement durable. Par rapport aux batteries lithium, elles présentent l’avantage de pouvoir être fabriquées à partir de matières premières abondantes. L’élément zinc étant le 4ème métal (en quantité) produit après le fer, l’aluminium et le cuivre.
Cependant, les perspectives économiques sont restées obstruées un temps par l’omniprésence des batteries au lithium. Mais après 10 ans d’errance et de doutes sur l’avenir de la technologie, les anodes de zinc reviennent sur le devant de la scène. La société Easyl, qui avait breveté un procédé industrialisable de production de poudre de nitrure de titane voit dans ce regain d’intérêt une nouvelle ouverture. Car le nitrure de titane, indispensable à la constitution de l’anode de zinc dont il représente 10 %, est le point faible de la technologie.
Avec son procédé de fabrication bien moins énergivore et utilisant des produits moins coûteux que les procédés classiques, elle a une très belle carte à jouer sur ce nouveau marché. D’autant qu’elle dispose également d’un brevet protégeant un procédé de fabrication d’un autre composant de l’anode de zinc : le zincate de calcium, et d’un savoir-faire innovant pour architecturer cette anode. Tant et si bien qu’une filiale est créée en 2017 pour se consacrer à ce nouveau marché : Deasyl. Intéressé, EDF les suit de près.
Les Batteries au Soufre
Enfin, la question du stockage longue durée– qui est une des vraies limites du lithium-ion – pourrait elle aussi être surmonté grâce aux batteries au soufre. C’est en tout cas le pari de la jeune Enterprise Form Energy fondée par des chercheurs du MIT. Celle-ci serait en mesure de relever ce challenge avec des batteries permettant de stocker la production d’électricité d’une saison sur l’autre, pour par exemple réutiliser l’électricité solaire produite l’été en l’hiver. Et cela pour une fraction du coût des batteries actuelles, bien évidemment.
Pourquoi plus d’autonomie et de décentralisation sont-ils souhaitables ?
La théorie d’un réseau centralisé et des économies d’échelles est rattrapée par la réalité des coûts toujours plus élevés d’une production centralisée. Les investissements nécessaires pour maintenir en état le parc nucléaire et les augmentations régulières du prix du kWh en sont représentatifs. Globalement, une vingtaine de sites de production alimentent quotidiennement l’ensemble des Français en électricité tout en important de l’uranium, du pétrole, du gaz et du charbon. Au contraire, consommer mieux et produire plus à partir de nos propres ressources renouvelables est aujourd’hui pertinent, car leurs rendements augmentent et la décentralisation évite les surinvestissements.
Allez voir l’explication d’une de nos installations avec batteries https://girerd-enr.fr/installation-solaire-photovoltaique-avec-batteries-pour-une-autonomie-de-70-by-girerd-enr/
