Des batteries à métal liquide pour stocker l’énergie renouvelable : Donald Sadoway nommé finaliste du Prix de l’inventeur européen 2022
- L'électrochimiste canado-américain Donald Sadoway retenu pour le Prix de l'Office européen des brevets (OEB) pour ses batteries à métal liquide qui durent plus longtemps
- L'invention permet de stocker l'énergie dans du métal liquide et d'apporter plus d'énergie solaire et éolienne dans le réseau électrique
- Ambri, une entreprise dérivée fondée par Donald Sadoway en 2010, a levé 180 millions d'euros pour commercialiser cette technologie brevetée
Munich, 17 mai 2022 - L'Office européen des brevets (OEB) annonce que Donald Sadoway, professeur de chimie des matériaux au Massachusetts Institute of Technology (MIT), a été nommé finaliste du Prix de l'inventeur européen 2022 pour l'invention d'une batterie à métal liquide permettant d'apporter plus d'énergie renouvelable dans le réseau électrique.
Stocker de l'énergie solaire et éolienne à grande échelle permettrait d'utiliser l'énergie propre produite pendant la journée, la nuit ou même lors des pics de consommation matinaux, augmentant la fiabilité des énergies renouvelables et aidant à s'affranchir des énergies fossiles. La batterie rechargeable de Donald Sadoway se dégrade bien moins vite que les solutions conventionnelles de stockages de l'énergie et peut être produite avec les matières premières locales.
« En favorisant le stockage longue durée des énergies renouvelables, l'invention de Donald Sadoway pourrait permettre de résoudre un problème que beaucoup ont tenté de dépasser depuis des années » souligne le Président de l'OEB, António Campinos, lors de l'annonce des finalistes du Prix de l'inventeur européen 2022. « Son invention pourrait réduire le coût du stockage des énergies solaires et éoliennes, fournissant aux consommateurs une énergie propre plus abordable, ayant le potentiel d'atténuer le changement climatique durablement. »
Donald Sadoway est parmi les trois finalistes nommés dans la catégorie « Pays non membres de l'OEB ». Les lauréats de l'édition 2022 du Prix de l'inventeur européen seront annoncés le 21 juin prochain lors d'une cérémonie virtuelle.
L'électrochimie de l'extrême
Donald Sadoway est né en 1950 dans une famille d'origine ukrainienne ayant émigré au Canada. Il a étudié la métallurgie chimique et s'est spécialisé dans ce qu'il appelle « l'électrochimie de l'extrême » - c'est-à-dire les réactions chimiques qui se produisent dans les sels fondus et les métaux liquides qui ont été chauffés au-delà de 500°C. Après avoir obtenu son doctorat, il a rejoint le Massachusetts Institute of Technology(MIT) en 1978 pour commencer des recherches sur de nouvelles réactions chimiques pour extraire les métaux des minerais. Il a fait breveter une méthode alternative pour produire de l'acier, une invention qu'il considère à l'origine de sa passion pour le développement d'applications concrètes issues de ses recherches.
Au début des années 2000, Donald Sadoway travaillait à l'amélioration des batteries au lithium, qui devenaient suffisamment abordables et compactes pour être utilisées dans les produits grand public. Cependant, leur courte durée de vie ne permettait pas de les utiliser pour du stockage longue durée des énergies renouvelables. Donald Sadoway s'est rendu compte qu'il pouvait allier ses connaissances dans les sels fondus et les métaux liquides à ses recherches sur les batteries, pour mettre au point une batterie plus durable qui pourrait stocker de l'énergie à grande échelle pour les besoins du réseau électrique. Grâce à une subvention gouvernementale, Donald Sadoway a débuté ses travaux avec une équipe de jeunes chercheurs en 2009 pour développer la première batterie rechargeable qui stocke l'électricité dans des couches de métal liquide séparées par des sels fondus.
« Nos batteries à métal liquide fonctionnent comme les batteries conventionnelles, mais la différence est que leurs composants sont tous liquides » déclare-t-il. « J'utilise un métal liquide de faible densité sur la partie supérieure, un métal liquide de haute densité dans la partie inférieure et au milieu du sel fondu. Vous avez donc deux électrodes séparées par un électrolyte, comme dans une batterie conventionnelle. »
Les batteries à métal liquide offrent des avantages compétitifs sur les batteries conventionnelles. D'abord, elles peuvent être fabriquées sans lithium, cobalt ou autres métaux sujets à des contraintes géopolitiques ou à des pratiques d'exploitation, et peuvent être faites à partir de minerais locaux. Elles se dégradent aussi beaucoup moins vite ce qui permet de les exploiter sur une période longue et ne contiennent aucun matériau inflammable.
Galvaniser l'investissement vert
Parallèlement à sa recherche universitaire, Donald Sadoway, un pédagogue passionné, a développé une série de cours d'introduction à la chimie diffusée en ligne. Une manière de partager son travail et de toucher un public plus large. Bill Gates, l'un de ses spectateurs de marque, a rendu visite à Donald Sadoway et lui a proposé son soutien pour sa recherche sur le stockage d'énergie.
Lorsque Donald Sadoway observa qu'une cellule de batterie à métal liquide pouvait fonctionner en laboratoire, il demanda immédiatement au MIT de déposer un brevet et lança le projet de commercialisation de son invention. En 2010, il a co-fondé Ambri, une entreprise dérivée, pour industrialiser les batteries à métal liquide et passer d'un prototype de laboratoire à un produit commercialisable, avec le soutien de Bill Gates et de l'entreprise pétrolière française Total, qui comptaient parmi ses premiers investisseurs. Sur les cinq années suivantes, l'entreprise a levé 45 millions d'euros supplémentaires (50 millions de dollars) auprès de fonds de capital-risque et est passée à une équipe de 37 personnes, grâce notamment au brevet qui a joué un rôle essentiel.
« La première question d'un potentiel investisseur est de savoir si vous avez protégé votre propriété intellectuelle », souligne Donald Sadoway. « Sans elle, l'investissement n'est pas assuré ».
En 2015, Ambri a fabriqué sa première batterie à métal liquide de la taille d'une pièce d'habitation et l'unité de stockage a généré suffisamment de chaleur pour maintenir sa température d'exploitation de plus de 500°C de manière autonome. En tout, Ambri a levé 180 millions d'euros pour commercialiser sa technologie brevetée et va installer une unité de stockage pour un centre de données de près de 1 500 ha près de Reno dans le Nevada, dans le désert aux Etats-Unis. Cette batterie va stocker l'énergie provenant d'une production renouvelable de 500 mégawatts sur le site, une capacité de production comparable à celle d'une centrale à gaz naturel.
Donald Sadoway reste actif au sein d'Ambri, en améliorant notamment la capacité des batteries à métal liquide grâce à la recherche fondamentale. Si les premiers produits de l'entreprises utilisent du calcium, de l'antimoine et du chlorure de calcium (sel de voirie), Donald Sadoway remarque qu'une grande variété de métaux liquide peuvent être combinés pour stocker de l'énergie dans le futur. Il souligne que ses recherches offrent à ses clients la perspective d'adapter chacune des batteries aux matières premières disponible localement. « Les batteries en Europe seront fabriquées sur le vieux continent par des employés locaux avec des ressources locales », explique Donald Sadoway. « Il en sera de même en Afrique ou en Amérique ».
Notes aux rédactions
A propos de l'inventeur
Donald Sadoway a obtenu son doctorat en métallurgie chimique de l'Université de Toronto en 1977. Il a rejoint le Massachusetts Institute of Technology l'année suivante, où il est titulaire de la chaire John F Elliot Professor of Materials Chemistry. Spécialiste de chimie non-aqueuse, Donald Sadoway a fait breveter ses premières inventions au milieu des années 1980 dans le domaine de la production d'aluminium et d'acier, avant de se tourner vers la technologie de stockage d'énergie. Il a reçu des doctorats honorifiques de l'Université de Toronto et de l'Université norvégienne de Sciences et technologies à Trondheim ainsi que de nombreux prix pour son enseignement au MIT. Son TED-talk sur les batteries à métal liquide a été visionné plus de 2,4 millions de fois, ce qui a conduit Time magazine à l'intégrer dans sa liste des 100 personnalités les plus influentes en 2012.
Donald Sadoway est nommé dans le brevet européen EP2973837B1 (accordé en 2019).
À propos du Prix de l'inventeur européen
Le Prix de l'inventeur européen est l'une des compétitions européennes les plus prestigieuses de sa catégorie. Lancé par l'OEB en 2006, ce Prix annuel récompense, individuellement ou en équipe, les inventeurs dont les innovations ont apporté des réponses aux grands défis de notre temps. Les finalistes et les lauréats sont sélectionnés par un jury indépendant composé d'anciens finalistes. Ensemble, ils examinent les propositions d'inventions à l'aune de leur contribution au progrès technologique, au développement social et durable et à la croissance économique. Un Prix sera décerné par l'OEB dans quatre catégories (Industrie, Recherche, Petites et moyennes entreprises, Pays non membres de l'OEB), et l'OEB annoncera également un Prix « Œuvre d'une vie » lors de la cérémonie virtuelle du 21 juin. Par ailleurs, le grand public peut choisir le gagnant du Prix du public parmi les 13 finalistes en votant en ligne sur le site l'OEB pendant la période précédant la cérémonie. Le vote est ouvert jusqu'au 21 Juin 2022. En savoir plus sur les critères d'admissibilité et de sélection du Prix de l'inventeur européen.
Cette année, pour la première fois, l'OEB récompensera également de jeunes esprits brillants avec le Prix des jeunes inventeurs. Ce nouveau Prix prévoit une récompense financière pour les trois finalistes, afin de les encourager à trouver des solutions créatives aux défis urgents du développement durable.
À propos de l'Office européen des brevets
Avec près de 6 400 agents, l'Office européen des brevets (OEB) est l'une des plus grandes institutions publiques européennes. Son siège est à Munich et il dispose de bureaux à Berlin, Bruxelles, La Haye et Vienne. L'OEB a été créé dans l'objectif de renforcer la coopération sur les brevets en Europe. Grâce à sa procédure centralisée de délivrance de brevets, les inventeurs peuvent obtenir une protection par brevet de haute qualité dans non moins de 44 pays, couvrant un marché de quelque 700 millions de personnes. L'OEB fait aussi autorité au niveau mondial en matière d'information brevets et de recherche de brevets.
Contacts Presse à l'Office européen des brevets
Luis Berenguer Giménez
Directeur principal Communication, Porte-parole
Service de presse de l'OEB
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