Son et sel : nouveaux concepts pour les batteries redox flow

Les batteries Redox Flow seraient théoriquement les dispositifs de stockage d’énergie idéaux pour stabiliser le réseau électrique. Ils fonctionnent avec deux électrolytes liquides, généralement avec du vanadium comme porteur de charge. Les électrolytes sont séparés par une membrane qui ne laisse passer que les ions, mais pas les électrons. Cela crée une tension électrique utilisable. La capacité peut être facilement augmentée en construisant des réservoirs plus grands pour les électrolytes.

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Toutefois, les membranes et le vanadium sont assez chers. Les deux start-up Potentiel illimité de Zurich et Puissance HalioGEN de Manchester veulent changer cela. Ils développent indépendamment des Flow Cells Redox qui fonctionnent non seulement sans vanadium, mais même sans membrane.

Comment est-ce censé fonctionner sans que les électrolytes ne se mélangent et ne se neutralisent ? C’est assez simple : ils sont à base de liquides non miscibles comme l’eau et l’huile. L’échange d’ions peut avoir lieu au niveau de leur couche limite comme d’habitude.

Stockage longue durée pendant « au moins dix heures »

Les deux start-up sont désormais au deuxième tour Le défi du stockage d’énergie de longue durée come, annoncé par l’Agence pour Leap Innovations (Sprind). Pour cela, ils recevront désormais quatre millions d’euros chacun. Sprind définit le « stockage d’énergie à long terme » comme « au moins dix heures ». On est encore loin du stockage saisonnier, mais les Flow Cells Redox ont généralement une faible autodécharge et devraient donc également convenir au stockage à long terme.

HalioGEN Power utilise de l’eau salée comme électrolyte aqueux. Pour charger la batterie, celle-ci est électrolysée. Les ions chlorure contenus dans le sel dissous sont convertis en chlore. Celui-ci n’est plus soluble dans l’eau à des concentrations élevées. Il entre donc dans l’électrolyte à base d’huile. Lorsque la batterie se décharge, les ions chlorure retournent dans la phase aqueuse, comme l’explique le YouTubeur scientifique Jacob Beautemps.

L’avantage économique est ici également évident : le vanadium coûte plusieurs milliers d’euros la tonne, le sel ne coûte que des montants à deux chiffres. De plus, selon HalioGEN Power, la densité énergétique du chlore est deux fois plus élevée que celle du vanadium.

Jusqu’à présent, il n’existe qu’un seul démonstrateur d’HalioGEN Power avec 200 wattheures. Le potentiel non lié semble être plus avancé. Selon ses propres informations, elle a déjà trouvé un client commercial et développé un démonstrateur de 500 watts. Il prévoit de construire prochainement une installation de stockage d’un mégawattheure.

Ondes sonores pour l’échange d’ions

Une caractéristique centrale du système : la surface d’interface des électrolytes peut être augmentée en faisant vibrer l’émulsion à l’aide d’ondes sonores. Cela facilite l’échange d’ions et réduit la résistance interne.

L’électrolyte lui-même est « organique » – Unbound Potential ne fournit pas plus de détails car le procédé est toujours en cours de brevet. Le système ne se limite pas à une chimie cellulaire spécifique, mais fonctionne avec différents électrolytes.

Dans l’ensemble, la start-up promet 20 pour cent d’efficacité en plus pour des coûts inférieurs de 30 pour cent – principalement en raison de l’absence de membrane, qui représente 20 à 40 pour cent du coût total d’une batterie à flux redox conventionnelle. Avec une capacité d’environ 10 mégawattheures, la solution de l’entreprise est également moins chère que les batteries au lithium fer phosphate.

Outre Unbound Potential et HalioGEN Power, deux autres start-up ont accédé au deuxième tour du Sprind Challenge : Énergie du minerai de Delft et Révérence d’Eresing en Bavière. Ore Energy a apparemment réussi à utiliser l’oxyde de fer (également connu sous le nom de rouille) comme support de charge pour une batterie ; Reverion a amélioré l’efficacité des piles à combustible à haute température en exploitant la chaleur perdue.

Le premier Sprind Challenge, déjà terminé, avait nouveaux concepts informatiques sur le sujet. Les défis sont actuellement en cours Biofabrication circulaire“Rapport carbone-valeur” et “Antiviraux à large spectre“.

(grh)