La batterie à flux symétrique peut trouver le bon équilibre pour le stockage à l’échelle du réseau

Aussi utile et impressionnante que soit la technologie actuelle des batteries, les versions qui stockent l’énergie renouvelable pour une utilisation à l’échelle du réseau peuvent sembler très différentes de celles des téléphones et des véhicules électriques d’aujourd’hui. Une technologie prometteuse est celle des batteries à flux, ou flux redox, qui stockent l’énergie dans des fluides à l’intérieur de réservoirs qui pourraient être agrandis pour répondre aux demandes d’énergie à mesure qu’elles augmentent. Un nouveau design symétrique nous rapproche un peu plus de la libération de leur potentiel et s’appuie sur des matériaux plus respectueux de l’environnement pendant qu’il y est.

Étant donné que l’énergie fournie par les sources renouvelables est intermittente par nature, son utilisation pour des applications à l’échelle du réseau nécessitera des solutions de stockage à grande échelle. Les batteries à flux sont une proposition intéressante car le problème peut être résolu en stockant des électrolytes liquides dans des réservoirs pendant des mois, l’énergie chimique étant convertie en électricité lorsque le fluide passe à travers une membrane spéciale entre deux réservoirs.

Les conceptions conventionnelles utilisent un métal rare et coûteux appelé vanadium comme base de la solution d’électrolyte, ce qui soulève des questions quant à leur viabilité en tant que solution à long terme. Les scientifiques travaillant dans cet espace démontrent de plus en plus le potentiel d’alternatives plus vertes et moins chères, s’inspirant de tout, des coquilles de crevettes à l’eau salée en passant par les bougies.

Des scientifiques de l’Université de Groningue aux Pays-Bas ont conçu un autre type de batterie à flux qui utilise non seulement une molécule organique à la place du vanadium, mais prend également une forme symétrique. Les deux réservoirs d’une batterie à flux contiennent généralement des fluides de compositions différentes, mais les scientifiques ont fait des percées avec des conceptions symétriques en utilisant des molécules hybrides qui servent les objectifs des deux fluides, bien que ceux-ci compromettent rapidement ses performances.

“L’inconvénient de cette approche est qu’une seule partie de la molécule est utilisée de chaque côté”, a déclaré Edwin Otten, professeur agrégé de chimie moléculaire inorganique à l’Université de Groningue. “Et, lors de l’utilisation, des radicaux réactifs apparaissent qui se dégradent avec le temps. Cela rend la stabilité problématique.”

Otten et son équipe étaient à la recherche d’une molécule qui pourrait résoudre ce problème de stabilité et à la fois accepter et donner des électrons pour faire efficacement le travail de deux molécules, éliminant ainsi le besoin d’une approche hybride. Ils croient avoir trouvé la réponse dans ce qu’on appelle un radical Blatter, qui est un composé organique bipolaire avec une stabilité intrinsèque. Le composé a été utilisé dans une petite cellule électrochimique, où les scientifiques ont prouvé sa viabilité sur 275 cycles de charge et de décharge.

“Nous devons porter cela à des milliers de cycles; cependant, nos expériences sont une preuve de concept”, a déclaré Otten. “Il est possible de fabriquer une batterie à flux symétrique qui a une bonne stabilité.”

Les scientifiques disent que la molécule radicale Blatter est relativement simple à fabriquer et qu’il est possible d’augmenter la production pour une utilisation industrielle, bien qu’ils devront d’abord en créer une version soluble dans l’eau pour une utilisation dans les réservoirs de batterie à flux, puis effectuer des tests à plus grande échelle. .

“Le test crucial est de voir si nos composés seront suffisamment stables pour des applications commerciales”, a déclaré Otten.

La recherche a été publiée dans le Journal de l’American Chemical Society.

Source : Université de Groningue