Une équipe de chercheurs en Chine vient de dévoiler une nouvelle architecture de batterie sodium-soufre qui pourrait bouleverser l’économie du stockage d’énergie.
En exploitant précisément la chimie qui a longtemps freiné l’usage du soufre dans les batteries, ils sont parvenus à concevoir une cellule extrêmement peu coûteuse, tout en affichant des performances énergétiques spectaculaires.
En laboratoire, cette batterie atteint plus de 2 000 Wh/kg, un chiffre qui dépasse largement les batteries sodium-ion actuelles et rivalise, sur le papier, avec les meilleures cellules lithium de nouvelle génération.
Le soufre : un potentiel énorme, longtemps inutilisable
Le soufre est depuis des années le « graal » de la recherche sur les batteries. Il est abondant, bon marché et capable de stocker énormément d’énergie. Le problème ? Dans les batteries lithium-soufre classiques, il génère des sous-produits instables qui dégradent rapidement la cellule, réduisant drastiquement sa durée de vie.
La nouveauté ici tient à un changement complet de logique électrochimique. Au lieu de contraindre le soufre à accepter des électrons, les chercheurs ont conçu un système où le soufre devient donneur d’électrons.
Une chimie inversée et étonnamment efficace
Le fonctionnement repose sur des matériaux simples et peu coûteux :
- Cathode : soufre pur
- Anode : simple feuille d’aluminium
- Électrolyte : mélange à base de chlorure d’aluminium, de sels de sodium et de chlore
Lors de la décharge, le soufre libère des électrons et réagit avec le chlore pour former des chlorures de soufre, et les ions sodium captent ces électrons et se déposent sur l’aluminium.
Cette réaction évite les mécanismes de dégradation classiques. Une couche de carbone poreux confine les composés réactifs, tandis qu’un séparateur en fibre de verre empêche les courts-circuits. Les tests montrent que ce « ballet chimique » est stable et réversible.
Des performances qui changent l’échelle du stockage
Les résultats expérimentaux sont impressionnants :
- 1 400 cycles charge/décharge avant une perte significative de capacité
- 95 % de charge conservée après plus d’un an de stockage sans utilisation
Ce dernier point est crucial. Pour le stockage stationnaire — notamment les réseaux électriques alimentés par le solaire ou l’éolien — la capacité à rester chargé longtemps est aussi importante que la densité énergétique.
Un coût potentiellement imbattable
Mais, le véritable choc vient du coût estimé. En se basant uniquement sur les matières premières, les chercheurs évaluent le prix à environ 5 dollars par kilowatt-heure. À titre de comparaison, c’est moins d’un dixième du coût de nombreuses batteries sodium actuelles, et très loin devant les batteries lithium-ion en termes de prix.
Si cette technologie pouvait être industrialisée, le stockage massif d’énergie renouvelable deviendrait soudainement beaucoup plus accessible, accélérant la transition énergétique à grande échelle.
Des défis encore majeurs avant l’industrialisation
Tout n’est pas réglé pour autant. L’électrolyte riche en chlore est corrosif, délicat à manipuler, et pose de sérieux défis de sécurité à grande échelle. De plus, les chiffres annoncés concernent la masse des matériaux actifs, et non une batterie commerciale complète avec boîtier, systèmes de gestion et protections.
Passer du laboratoire à l’usine nécessitera donc d’importants efforts d’ingénierie.
Une piste sérieuse pour l’après-lithium
Cette recherche envoie un message clair : lorsque le lithium devient cher, rare ou géopolitiquement sensible, des chimies alternatives peuvent ouvrir des voies radicalement nouvelles.
Même si cette batterie sodium-soufre ne débouche pas immédiatement sur un produit commercial, elle démontre qu’en repensant les réactions fondamentales — plutôt qu’en optimisant à la marge — il est possible de changer complètement les règles du jeu du stockage d’énergie.
