Les batteries au sodium au service d’une logistique plus durable ?

Alors que nous nous dirigeons vers un monde plus durable et sans émissions, la quête de technologies émergentes telles que les batteries au sodium pourrait transformer la façon dont nous stockons et utilisons l’énergie.

Avec la demande croissante de stockage d’énergie et la persistance des inquiétudes quant à la disponibilité des matériaux employés dans les batteries classiques, il est essentiel d’explorer les avantages, les défis et l’impact potentiel des batteries au sodium dans de nombreux secteurs, notamment dans le domaine de la logistique. 

Que sont les batteries au sodium ?

Le les batteries au sodium sont des dispositifs de stockage d’énergie dont le matériau principal permettant la réaction chimique qui génère de l’électricité est le sodium. Tout comme les batteries aux ions de lithium, très répandues dans les appareils électroniques et les véhicules électriques, les batteries au sodium sont conçues pour stocker et libérer de l’énergie électrique de manière contrôlée.

Bien que les batteries au sodium soient une alternative prometteuse aux batteries aux ions de lithium quant à l’abondance des ressources et à la capacité de stockage, elles sont encore en cours de développement et nécessitent des recherches plus approfondies pour surmonter les défis techniques et parvenir à une incorporation efficace.

Avantages et inconvénients des batteries au sodium

Le lithium et le sodium se trouvent dans le même groupe de métaux alcalins du tableau périodique. Le principal avantage des batteries au sodium réside dans le fait que cet élément est plus abondant au niveau de la croûte terrestre, ce qui en fait une matière première plus économique par rapport au lithium. 

Dans la revue MIT Technology Review, Casey Crownhart explique que « contrairement au lithium, le sodium peut être produit à partir d’un matériau abondant : le sel. Étant donné que cette matière première est peu coûteuse et assez disponible, les batteries aux ions de sodium pourraient devenir considérablement moins chères à fabriquer que leurs rivales aux ions de lithium si davantage d’entreprises commençaient à les produire ».

Les batteries au sodium peuvent par ailleurs offrir une plus grande capacité de stockage par rapport aux batteries aux ions de lithium, ce qui les rend plus adaptées aux contextes où une vaste quantité d’énergie est nécessaire.

Mais malgré leurs avantages, les batteries au sodium posent aussi des défis techniques à relever. Par exemple, le sodium a tendance à former des dendrites (cristaux allongés) pendant les cycles de charge et de décharge, ce qui peut provoquer des courts-circuits et réduire la durée de vie de la batterie. Aussi, les batteries au sodium sont encore au stade de la recherche et du développement, elles ne se sont donc pas consolidées comme les batteries aux ions de lithium quant à la technologie et à la disponibilité commerciale.

Comment fonctionnent les batteries au sodium ?

Le fonctionnement des batteries au sodium est similaire à celui des autres batteries rechargeables. Elles produisent de l’électricité grâce à une réaction chimique réversible. Bien que leurs caractéristiques techniques puissent varier en fonction de la conception et de la composition chimique, leur fonctionnement de base est le suivant :

• Cellules et électrodes. Une batterie au sodium comprend deux électrodes, anode et cathode. La circulation des ions entre elles étant possible à l’aide d’un électrolyte, qui est un conducteur ionique dans lequel elles sont immergées. Au niveau de l’anode a lieu une réaction d’oxydation, tandis qu’à la cathode se produit une réaction de réduction.
• Chargement. Pendant le chargement de la batterie, un courant électrique passe à travers les électrodes. À l’anode, les ions sodium sont libérés et voyagent vers la cathode via un électrolyte. À la cathode, l’énergie est stockée par le biais de l’intercalation d’ions ou de composés contenant du sodium dans leur structure.
• Déchargement. Lorsque la batterie se décharge, la réaction est inversée, c’est-à-dire que les ions sodium migrent de la cathode vers l’anode, libérant ainsi des électrons. Ces électrons peuvent être collectés par un circuit externe et utilisés pour alimenter un appareil électrique.
• Production d’électricité. Le courant électrique circule de l’anode à la cathode à travers le circuit externe, alimentant l’appareil connecté. La réaction chimique reste active par le déplacement continu des ions sodium entre les électrodes dans l’électrolyte.
• Cycle de chargement et de déchargement. Les batteries au sodium peuvent être rechargées par répétition du processus de chargement et de déchargement. Plus ce cycle est répété, plus il est important que les réactions chimiques soient réversibles et que les effets secondaires susceptibles de réduire la capacité de la batterie au fil du temps soient minimisés.

Les caractéristiques chimiques exactes et la conception des batteries au sodium varient en fonction de la technologie spécifique utilisée. Les différents types d’électrodes et d’électrolytes peuvent ainsi avoir une influence sur l’efficacité, la durée de vie et d’autres propriétés de la batterie.

Applications des batteries au sodium en logistique 

En raison de leur capacité à stocker efficacement l’énergie, les batteries au sodium pourraient avoir de nombreuses applications dans le domaine de la logistique :

• Stockage d’énergie dans l’entrepôt. Les batteries au sodium permettraient de stocker de l’énergie pendant les périodes de faible demande pour la restituer lors des pics de demande. Cela contribuerait à diminuer les coûts de l’électricité et à améliorer l’efficacité énergétique.
• Véhicules électriques. Les batteries au sodium pourraient servir à alimenter les véhicules électriques, que ce soit un camion de livraison, un chariot élévateur ou un autre équipement de manutention. Elles offriraient davantage d’autonomie par rapport aux batteries aux ions de lithium.
• Systèmes d’alimentation électrique de secours. Un système d’alimentation de secours fournit de l’énergie électrique en cas d’incident ou d’interruption, évitant ainsi l’arrêt de l’activité logistique. 
• Bornes de recharge intelligentes. Les batteries au sodium pourraient être intégrées aux bornes de recharge des véhicules électriques en vue de fournir une source d’énergie plus stable et durable.

Vers une logistique plus durable

Les batteries au sodium pourraient jouer un rôle décisif dans l’optimisation des opérations logistiques, dans la mesure où elles offrent une source d’énergie fiable et améliorent la durabilité dans la chaîne d’approvisionnement. Il convient toutefois de noter que les batteries au sodium sont encore en cours de développement et que leur incorporation dans la logistique est soumise à leur viabilité technique et économique à l’avenir.

La quête de l’efficacité énergétique est devenue une priorité non seulement dans le domaine de la logistique, mais aussi dans tous les autres secteurs. En effet, les sources d’énergie traditionnelles sont limitées, de plus en plus coûteuses et leur impact sur l’environnement est croissant.

Le système Pallet Shuttle automatique de Mecalux, par exemple, emploie des supercondensateurs, capables de stocker de grandes quantités d’énergie. Les supercondensateurs sont idéaux pour ce système automatique, car ils exploitent leur propre énergie pour se recharger en quelques secondes. Cela permet au Pallet Shuttle de fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7.

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