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Se renseigner sur les Batteries sodium-soufre

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Les batteries sodium-soufre (NaS) ont été initialement développées par Ford Motor Company dans les années 1960 et par la suite la technologie a été vendue à la société japonaise NGK. Une batterie sodium-soufre est un type de batterie thermique construit à partir de sodium liquide (Na) et de soufre (S). Ce type de batterie a une densité énergétique élevée, un rendement de charge/décharge élevé, une longue durée de vie, et est fabriqué à partir de matériaux peu coûteux. Les températures de fonctionnement de 300 à 350°C et la nature hautement corrosive des polysulfures de sodium les rendent particulièrement adaptés aux applications de stockage d'énergie en stationnaire. La cellule devient plus économique lorsque la taille s’accroît.

Les batteries sodium-soufre typiques ont une membrane solide entre l'anode et la cathode, contrairement aux batteries à métal liquide où l'anode, la cathode et la membrane sont des liquides. La cellule est habituellement faite dans une configuration cylindrique.

L'ensemble de la cellule est entouré d'une enveloppe en acier protégée contre la corrosion par du chrome et du molybdène. Ce récipient extérieur sert d'électrode positive, tandis que le sodium liquide sert d'électrode négative.

Le récipient est scellé au sommet avec un couvercle d'alumine étanche à l'air. Une partie essentielle de la cellule est la présence d'une membrane BASE (électrolyte solide bêta-alumine). Dans les applications commerciales, les cellules sont disposées en blocs pour une meilleure conservation de la chaleur et sont enfermées dans une boîte sous vide isolée.

Applications des Batteries NaS

La batterie au soufre est parmi les candidats les plus prometteurs pour les applications de stockage d'énergie. Les batteries NaS peuvent être déployées pour supporter le réseau électrique, ou pour des applications d'énergie renouvelable autonomes. En 2010, Presidio, au Texas, a construit la plus grande batterie sodium-soufre au monde. Elle est capable de fournir 4 MW d'énergie pendant huit heures lorsque le réseau électrique du Texas tombe en panne.

Dans certaines conditions de marché, les batteries NaS procurent de la valeur via l'arbitrage énergétique (chargement de la batterie lorsque l'électricité est abondante ou bon marché et décharge dans le réseau lorsque l'électricité a un prix plus intéressant). Elle peut aussi servir à la régulation de tension.

Les batteries NaS sont une technologie de stockage d'énergie possible pour soutenir la production d'énergie renouvelable, en particulier les parcs éoliens et les centrales solaires. Dans le cas d'un parc éolien, la batterie stocke de l'énergie pendant les périodes de forts vents. Cette énergie stockée pourrait ensuite être déchargée pendant les périodes de grande demande.

Challenges des Batteries sodium-soufre

Le sodium pur présente un danger, car il brûle spontanément au contact de l'air et de l'humidité. Le système doit donc être protégé de l'eau et des atmosphères oxydantes.

Le 21 septembre 2011, des batteries NaS fabriquées par NGK pour stocker l'électricité à l'usine de Tsukuba, au Japon, ont pris feu. Suite à l'incident, NGK a temporairement suspendu la production de batteries NaS.

La corrosion des isolants s'est révélée être un problème dans l'environnement chimique corrosif. La croissance dendritique-sodium peut aussi être un problème.

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