Une tirelire dans laquelle les pièces tombent facilement, mais qu'il faut casser pour les récupérer. C'est un peu ce qui se passe avec le nouveau matériau pour batteries sodium-ion. Il accepte volontiers les ions sodium lors de la charge, mais lors de la décharge, il ne restitue presque rien.

Le matériau de formule Na4NiCr(PO4)3 appartient à la famille NASICON — ce sont des structures à charpente où les ions sodium peuvent voyager à travers un réseau tridimensionnel de canaux. Les calculs ont montré que la barrière pour le mouvement des ions est faible — seulement 0,468 électron-volt, environ l'énergie de l'agitation thermique à température ambiante. Autrement dit, les ions pourraient se déplacer librement.

Après un cycle de charge et de décharge, le réseau cristallin est resté intact, et les calculs ont montré que les ions sodium peuvent toujours migrer. Le problème ne vient donc pas du mouvement des ions. Très probablement, c'est la mauvaise conductivité électronique qui est en cause : les électrons ne peuvent pas atteindre les endroits où se trouvent les ions pour compléter la réaction.

C'est comme si une maison avait des tuyaux d'eau en bon état, mais que la pompe ne fonctionnait pas. L'eau (les ions) est là, les tuyaux (les canaux) sont en ordre, mais sans la pompe (les électrons), elle ne coule pas.

Pour que ce matériau fonctionne, il faut améliorer sa conductivité électronique — par exemple en ajoutant des impuretés ou en modifiant la structure. Alors la tirelire commencera non seulement à accepter, mais aussi à restituer.