La première usine de batteries sodium-ion (sans lithium) ouvrira ses portes d'ici le mois prochain aux États-Unis
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Natron Energy, l'un des pionniers des batteries
sodium-ion, lancera sa production commerciale d'ici juin dans une
nouvelle usine spécialisée basée à Holland, dans le Michigan — une
première aux États-Unis. Ces nouvelles batteries offriront une
puissance et des cycles énergétiques plus élevés que les batteries
lithium-ion conventionnelles tout en étant plus sécuritaires et
plus durables. Les premières livraisons seront destinées aux
centres de données d'IA, qui deviennent chaque année toujours plus
énergivores. La demande en lithium ne cesse d'augmenter chaque année pour les
applications aux appareils électroniques portables et aux véhicules
électriques. L'augmentation des besoins est telle que les
entreprises d'extraction minière ont du mal à suivre, engendrant
ainsi des prix toujours plus élevés. Entre 2019 et 2022, le prix de
l'hydroxyde de lithium est passé de 6800 dollars la tonne métrique
à 78 032 dollars. En 2040, la demande pourrait augmenter d'un facteur 40 par
rapport à 2020, en raison de l'augmentation de l'utilisation des
sources d'énergie électrique, selon l'Agence Internationale de
l'Énergie. Les conséquences socio-environnementales de l'extraction du
lithium sont considérables. Non seulement des millions d'hectares
de sol sont contaminés par les produits d'extraction secondaires,
mais le processus de raffinage est également très gourmand en
énergie. On estime qu'entre 10 et 30 tonnes de CO2 sont émises pour
raffiner une tonne d'hydroxyde de lithium. De plus, 90 % de
l'approvisionnement mondial est contrôlé par des entreprises
chinoises, ce qui impose des restrictions géopolitiques pour
certains pays comme les États-Unis. Ces entreprises sont en outre
pointées du doigt pour leur tendance à manquer au respect des
droits de l'homme. Parmi les alternatives explorées pour pallier ces problèmes
figurent les
batteries à base de sodium. Ce minéral est 500 à 1000 fois plus
abondant que le lithium, sans compter que son extraction ne
nécessite pas les mêmes procédés néfastes pour l'environnement.
Bien que les batteries sodium-ion ne puissent stocker qu'environ
deux tiers de l'énergie des batteries lithium-ion, elles
offriraient d'autres avantages, tels qu'un cycle de charge plus
rapide, une durée de vie plus longue et une utilisation plus
sûre. Dans cette vision, l'entreprise américaine Natron Energy propose
une nouvelle batterie sodium-ion, qui sera disponible dans le
commerce aux États-Unis dès le mois prochain (un retard d'un an par
rapport aux prévisions initiales). Mis à part son indépendance au
lithium, le dispositif a été entièrement pensé pour réduire les
impacts socio-environnementaux sur toute la chaîne
d'approvisionnement, tout en offrant suffisamment d'efficacité pour
les entreprises. « L'électrification de notre économie dépend du
développement et de la production de nouvelles solutions innovantes
de stockage d'énergie. Chez Natron, nous sommes fiers de fournir
une telle batterie sans utiliser de minéraux de conflit ou de
matériaux ayant des impacts environnementaux douteux »,
explique dans un communiqué Colin Wessells,
fondateur et co-PDG de Natron Energy. L'entreprise prévoit notamment de se fournir localement en
sodium et autres matériaux utiles et abondamment disponibles, tels
que l'aluminium, le fer et le manganèse. Cela réduira à la fois les
empreintes écologiques et les coûts des produits finaux, sans
compter que la chaîne d'approvisionnement sera à l'abri de toute
perturbation géopolitique. Les électrodes de la nouvelle batterie de Natron stockent et
transfèrent les ions sodium beaucoup plus rapidement, plus
fréquemment et avec une résistance interne plus faible que toute
autre batterie commercialisée à ce jour. Selon les ingénieurs de
l'entreprise, elle peut se charger et se décharger 10 fois plus
rapidement que les batteries à base de lithium et supporter jusqu'à
50 000 cycles de charge. Voir aussi Bien que l'entreprise n'ait pas officiellement communiqué de
chiffres concernant la densité énergétique, un rapport de
Chemical & Engineering News
estime qu'elle s'élève à 70 Wh/kg. Bien que ce taux soit encore
nettement inférieur à celui des batteries lithium-ion actuelles, il
correspond aux besoins des stockages stationnaires ciblés par la
compagnie (pour les centres de données). Cette dernière prévoit
d'ailleurs d'améliorer le dispositif et d'augmenter cette densité à
200 Wh/kg afin de répondre aux besoins des véhicules
électriques. En outre, la batterie ne nécessite pas de matériaux inflammables
tels que le cobalt, le cuivre et le nickel. « Les
batteries sodium-ion offrent une alternative unique au lithium-ion,
avec une puissance plus élevée, une recharge plus rapide, un cycle
de vie plus long et une chimie totalement sûre et
stable », indique Wessells. Au maximum de sa capacité, la
première usine de Holland devrait produire 600 mégawatts de
batteries sodium-ion par an et servira de modèle pour les futures
installations à grande échelle de Natron. Les premières livraisons en juin seront destinées aux centres de
données d'IA, qui nécessitent un stockage d'énergie et une
alimentation 24h/24 et 7j/7. « Nous prévoyons que nos solutions
de batterie seront utilisées pour alimenter la croissance explosive
des
centres de données utilisés pour l'intelligence
artificielle », affirme Wendell Brooks, co-PDG de Natron.
À terme, l'entreprise prévoit d'étendre son marché à la recharge
rapide des véhicules électriques, les dispositifs de
télécommunication ainsi qu'aux besoins en énergie des industries.
Elle ciblera entre autres les applications industrielles
d'alimentation de secours avec des produits comme l'armoire de
batterie BlueRack 250, conçue pour évoluer d'un kilowatt à
plusieurs mégawatts.Une batterie pouvant supporter 50 000 cycles de
charge