Un groupe de chercheurs du Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) a réalisé une percée scientifique en faisant fonctionner un additif dérivé du sucre appelé β-cyclodextrine pour améliorer la capacité et la longévité des batteries à flux.
Les batteries à flux sont un type de batterie conçu pour le stockage de l’énergie en réseau. Contrairement aux batteries à l’état solide, les batteries à flux stockent l’énergie dans un électrolyte liquide.
Les batteries à flux sont essentielles car elles sont particulièrement utiles pour soutenir la production d’énergie à partir de sources renouvelables intermittentes.
Au cours d’une série d’expériences, les scientifiques ont optimisé le ratio des produits chimiques dans le système et sont parvenus à augmenter la puissance de crête de 60 %. Ils ont ensuite soumis les batteries à des cycles de charge et de décharge continus pendant plus d’un an, sans constater de diminution significative de la capacité de stockage d’énergie.
Cette expérience est la première à faire état d’une utilisation continue pendant plus d’un an d’une batterie à flux à l’échelle du laboratoire avec une perte de capacité minimale.
Additif de sucre pour les batteries à flux
L’additif β-cyclodextrine est responsable de l’accélération de la réaction électrochimique qui stocke et libère l’énergie dans la batterie à flux. Ce processus, connu sous le nom de catalyse homogène, permet au sucre de remplir sa fonction tout en se dissolvant dans la solution électrolytique, éliminant ainsi la nécessité d’utiliser un solide appliqué sur une surface.
Selon Wei Wang, chercheur en batteries au PNNL et responsable de l’étude, cette approche représente une nouvelle façon de développer des électrolytes pour les batteries à flux.
En utilisant un catalyseur différent conçu pour accélérer la conversion de l’énergie et se dissoudre dans l’électrolyte liquide, les problèmes potentiels liés à la présence de solides dans le système sont éliminés.
L’importance des batteries à écoulement
Les batteries de flux sont essentielles pour le stockage d’énergie rechargeable de longue durée sur le réseau, car elles sont particulièrement utiles pour soutenir la production d’électricité à partir de sources renouvelables intermittentes telles que l’énergie éolienne et solaire.
L’augmentation de la demande pour ces sources d’énergie nécessite un stockage efficace et fiable. Les batteries à flux, en particulier celles qui sont améliorées par l’additif β-cyclodextrine, peuvent jouer un rôle crucial dans la décarbonisation du réseau électrique.
L’un des avantages des batteries à flux est leur capacité à s’adapter à différentes tailles, depuis les bancs de laboratoire jusqu’aux installations à grande échelle de plusieurs dizaines de milliers de mètres carrés.
Toutefois, les modèles commerciaux existants reposent sur des minéraux coûteux et difficiles à obtenir, tels que le vanadium. C’est pourquoi la recherche de technologies alternatives, utilisant des matériaux plus courants et plus faciles à synthétiser, est essentielle.
L’étude du PNNL fait partie d’un programme plus large visant à développer des technologies de stockage de l’énergie à l’échelle du réseau.
L’équipe de recherche continue à travailler sur d’autres améliorations du système, en expérimentant d’autres composés similaires à la β-cyclodextrine mais plus petits. Ces avancées pourraient ouvrir de nouvelles perspectives pour le stockage efficace et durable de l’énergie à grande échelle.
