Une étude computationnelle publiée dans le Journal of Molecular Liquids apporte de nouveaux progrès dans le développement d’électrolytes pour batteries sodium-ion.

Les batteries sodium-ion, basées sur l’abondant sodium, présentent un fort potentiel pour le stockage de l’excédent d’énergie solaire et éolienne. Leur fonctionnement repose sur le déplacement des ions sodium entre les électrodes et l’électrolyte. Les liquides ioniques, bons conducteurs ioniques et ininflammables, sont couramment utilisés comme électrolytes, mais l’ajout de sels de sodium augmente la viscosité et réduit la mobilité ionique, affectant les performances.

Pour surmonter cette limite, les chercheurs du CINE ont étudié des électrolytes à base de deux types de liquides ioniques : les liquides ioniques aprotiques classiques et les liquides ioniques protoniques, moins coûteux, plus faciles à préparer mais peu étudiés. Ils ont testé l’ajout de sel de sodium pour augmenter la mobilité ionique. L’auteur correspondant Tuanan da Costa Lourenço déclare : « L’objectif principal était d’évaluer l’effet de l’augmentation de la concentration en sel de sodium dans des électrolytes à base de liquides ioniques protoniques et leurs analogues aprotiques. »

L’équipe a utilisé la dynamique moléculaire sur des dizaines d’ordinateurs en réseau avec des logiciels avancés, ainsi que les ressources de calcul de l’Université de São Paulo, du Laboratoire national de calcul scientifique et de l’Université de Bonn. Les résultats montrent que l’augmentation de la concentration en sel de sodium modifie l’arrangement et les interactions des ions dans le liquide ionique, l’ampleur du changement dépendant de la structure moléculaire des ions et du type de liquide ionique. Lourenço ajoute qu’à haute concentration en sel de sodium, l’interaction entre les ions sodium et les anions de l’électrolyte diminue, ce qui pourrait être bénéfique pour les performances de la batterie.