Une batterie zinc-manganèse permet une avancée décisive dans le stockage d'énergie à grande échelle et à un prix abordable

Une nouvelle batterie économique peut considérablement stimuler le stockage d'énergie à grande échelle. L’étude initiale du prototype, publiée dans le prestigieux Nature Energie suggère que, lorsque les chercheurs du Pacific Northwest National Laboratory ont décodé le fonctionnement du zinc-manganèse, ils ont trouvé un moyen d'améliorer considérablement les batteries sans augmenter les coûts.

Le stockage médiocre de l'énergie provenant des batteries continue d'entraver d'innombrables technologies émergentes, y compris de nombreuses conceptions d'énergie verte. L’adoption des énergies solaire et éolienne est un problème majeur de stockage de l’énergie, car les batteries actuelles ne sont pas en mesure de retenir suffisamment d’énergie produite pendant les heures de pointe pour compenser les périodes de faible production d’énergie, comme la nuit ou lorsque le vent s’éteint. Les chercheurs du monde entier cherchent désespérément un moyen d'accroître le stockage de l'énergie, et toute conception réellement nouvelle offre un potentiel énorme.

Le stockage d'énergie zinc-manganèse n'est pas nouveau en soi, mais des tests précédents avaient montré que les batteries perdaient leur capacité à tenir une charge précipitamment avec le temps. Les chercheurs ont émis l'hypothèse que le déclin de la batterie résultait d'un processus appelé intercalation, qui se produit dans une certaine mesure dans les batteries lithium-ion.Mais cette dernière étude a révélé que les piles zinc-manganèse stockent de l'énergie par conversion chimique, comme les piles au plomb, offrant ainsi une chance d'améliorer le stockage.

Lorsque les piles zinc-manganèse accumulent de l’énergie, une partie du manganèse de la pile se dissout dans la solution électrolytique. Si ce processus se produit suffisamment, la batterie perd une grande partie de sa capacité de stockage d'énergie. Ainsi, les chercheurs ont augmenté la concentration de manganèse dans les prototypes de batteries et ont découvert qu'ils pouvaient conserver le stockage d'énergie à environ 92% du volume initial même après 5 000 cycles.

«Cette recherche montre que l'équilibre doit être contrôlé pendant une réaction de conversion chimique pour améliorer les performances des batteries zinc-oxyde de manganèse», déclare Jun Liu, chercheur au laboratoire PNNL et co-auteur de l'étude, dans un communiqué de presse de laboratoire.

«En conséquence, les batteries à l'oxyde de zinc-manganèse pourraient constituer une solution plus viable pour le stockage d'énergie à grande échelle que les batteries au lithium-ion et au plomb-acide utilisées pour soutenir le réseau aujourd'hui», ajoute Liu.

Le point positif de cette découverte est que les piles zinc-manganèse sont abordables et que les matériaux de base sont abondants. Même une augmentation importante de la demande en zinc et en manganèse pourrait ne pas nuire à l'offre actuelle, ce qui est essentiel, car si la découverte est deux fois moins importante qu'il n'y paraît, la demande sera forte. Et personne ne veut voir une technologie révolutionnaire comme celle-ci déclencher des guerres de zinc et de manganèse dans le monde entier. C'est peut-être la vraie affaire.