Si pour les voitures électriques les batteries lithium-ion semblent être aujourd'hui la technologie de stockage la plus pertinente, bien d'autres applications pourraient tirer avantage d'autres électrochimies qui sont en cours d'optimisation. C'est le cas par exemple des applications stationnaires, pour l'auto-consommation domestique ou pour les configurations de microgrids en sites isolés. L'électrochimie zinc-air, connue pour des applications de piles boutons, pourrait par exemple s'appliquer au monde des batteries rechargeables. C'est l'ambition de la startup ZnR-Batteries, une spin-off d'EDF fondée en 2016.
Le zinc-air pour l'autoconsommation
Pour cela, la startup s'appuie sur des innovations fortes en matière de conception de l'anode en zinc (une structure poreuse qui permet une exploitation de toute l'épaisseur de l'anode), d'assemblage des cellules avec des membranes à air poreuses et de gestion du cycle. Cette technologie affiche de nombreux atouts pour répondre aux enjeux de développement des énergies intermittentes, notamment solaires : elle est notamment plus sûre que le lithium-ion (elle a passé les tests démontrant l'absence de risque d'explosion ou d'emballement thermique) mais sera aussi moins chère puisqu'utilisant des matériaux plus largement disponibles et faisant appel à des procédés de production simples. En outre, ces batteries seront recyclables, pouvant s'insérer dans la filière déjà existante du recyclage du zinc.
Avec Zinium, ZnR batteries entend déployer la technologie zinc-air pour l'autoconsommation résidentielle et l'autonomie professionnelle ou les micro-réseaux. Potentiellement, le marché du gros stationnaire (centrales ENR et grands réseaux) pourrait aussi être adressé mais ne constitue pas une priorité, d'autant plus que d'autres technologies (notamment les batteries à flux) sont plus adaptées. Quant à la mobilité, elle est exclue du fait d'un temps de charge plus lent que le lithium-ion. Mais d'autres technologies innovantes répondent à ce marché.
Le sodium-ion pour la mobilité
Une autre alternative fait son apparition : le sodium-ion. Tout comme le zinc-air, cette association recourt à des matériaux abondants et bien moins cher que le lithium (le sodium), ce qui offre un atout compétitif certain à ces batteries. En revanche, manquant de densité (donc de compacité), cette technologie ne cible pas la voiture électrique. Ce qui ne l'empêche pas d'être un vrai atout pour d'autres formes de mobilité : mobilité légère, transports en commun et véhicules techniques industriels (chariots élévateurs, robots industriels par exemple). Car les forces de cette électrochimique sont d'une part sa vitesse de charge (elle se recharge dix fois plus vite qu'une batterie lithium), donc aussi sa puissance (vitesse de décharge) mais aussi sa durée de vie puisqu'elle peut subir un nombre de cycles de charge-décharge dix fois plus importants (durée de vie de plus de dix ans contre 3 à 4 ans maxi pour une batterie lithium-ion).
C'est pour toutes ces raisons, que la start-up Tiamat a fait le pari du sodium-ion. Issue des travaux menés au sein du Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie porté par le CNRS, la société vise donc, grâce à ces capacités de charge très rapides, les usages où la continuité de service est essentielle pour prolonger l'autonomie, que ce soit pour des puissances modestes de type vélos ou trottinettes électriques ou des plus fortes puissances de type bus (recharge rapide à certaines stations) et matériels roulants industriels. A noter que cette capacité en puissance ouvre aussi des usages pour le stockage d'électricité sur réseau, pour gérer l'intermittence des énergies renouvelables.