En améliorant leur conception précédente, des scientifiques de l’Université de Harvard ont développé une batterie à flux pas chère et hautement adaptable qui pourrait se révéler idéale pour stocker de l’énergie renouvelable tout au long de la journée. La batterie est fabriquée avec des matériaux terrestres abondants, est beaucoup plus sûre que les modèles précédents, et pourrait se trouver sur le marché d’ici 3 ans.

Les batteries au lithium-ion sont parfaites pour les smartphones et les SUVs électriques, mais elles peuvent ne pas être la meilleure solution pour gérer le stress que l’énergie solaire et éolienne place sur le réseau électrique. Pour tirer le meilleur parti des énergies renouvelables, nous avons besoin de quelque chose de plus souple, évolutif, et surtout, moins cher qu’une batterie à l’état solide (Elon Musk devrait que vous utilisiez des cellules lithium-ion pour le stockage de la maison aussi, mais son modèle Powerwall d’entrée de gamme coûte 3000 dollars).

Les batteries dites à flux pourraient être la solution parfaite. De tels appareils stockent l’énergie sous forme liquide, dans des réservoirs externes, et récupère ou libère l’énergie en laissant ces liquides échangé des ions à travers une membrane spéciale.

Cela rend les batteries à flux extrêmement flexibles : leur capacité peut être modifiée par modification de la taille des réservoirs et leur énergie en sortie peut être modifiée en ajustant la surface de la membrane. Les batteries à flux peuvent également rester inactives pendant de longues périodes de temps sans perdre leur charge et ne sont pas affectées par des températures extrêmes.

Le Professeur Michael Aziz et son équipe ont maintenant fabriqué sur des travaux antérieurs, une batterie à flux plus sûre et plus écologique. Leur dispositif repose sur des éléments abondants et bon marché comme le carbone, le fer et le potassium pour former des composés qui sont non toxiques, généralement plus sûrs et résistants au feu. En tant que tel, la batterie pourrait trouver sa place dans nos maisons pour stocker l’énergie intermittente produite par des panneaux solaires (ou une éolienne portable, si vous en avez une).

Les batteries à flux sont une technologie relativement nouvelle et, pour employer un euphémisme, leur première génération ne figurait pas comme le meilleur choix de matériaux. Ces batteries ont couramment utilisé du vanadium et du brome dissous dans l’acide comme leurs électrolytes (liquides à transport d’énergie). Bien qu’efficace, cette combinaison est coûteuse, dangereuse et même toxique.

Lors de leur développement de l’année dernière, Michael Aziz et son équipe ont conçu une batterie à flux qui a supprimé le vanadium pour des quinones plus respectueuses de l’environnement – des produits chimiques impliqués dans la photosynthèse naturelle. Leur dernière batterie est améliorée par la substitution du brome par le ferrocyanure, qui est couramment ajouté à du sel de cuisine comme un agent anti-agglomérant.

La nouvelle batterie fonctionne également dans une solution alcaline, pas acide. Le pH élevé est moins corrosif, ce qui permet que les réservoirs d’être fabriqués en matière plastique à la place de métaux lourds et plus onéreux. Un milieu alcalin crée plus de résistance électrique dans la membrane, mais cela a été compensé par l’augmentation de la tension de la batterie.

Selon l’équipe, l’efficacité actuelle de la cellule a dépassé 99 %, tandis que l’efficacité aller-retour a été mesurée à 84 %. Les données suggèrent également que la batterie aura une durée de vie d’au moins 1900 cycles, ce qui est beaucoup plus long qu’une batterie lithium-ion.

Le talon d’Achille de la technologie semble être sa faible densité énergétique, ou la quantité d’énergie qui peut être stockée dans la batterie par unité de volume. Les chercheurs ont réalisé 19 Wh par litre dans leur étude publiée, et des chiffres légèrement plus élevés en utilisant des méthodes qu’ils ont développées depuis.

Ce bien en deçà des batteries lithium-ion, qui sont plus près de 300 Wh/L. Cela pourrait rendre l’utilisation d’une batterie à flux pour un domicile une solution qui est hors de question pour certains (vous aurez probablement besoin d’un sous-sol spacieux). Mais pour des applications à grande échelle au niveau du réseau électrique, où l’espace n’est pas une grande préoccupation et où le coût est le principal problème, ces cellules bon marché, hautement adaptables pourraient se révéler être la solution parfaite.

Les scientifiques travaillent actuellement sur des améliorations pour augmenter le cycle de vie et réduire le coût de la membrane. Ils disent la batterie pourrait être disponible dans le commerce dans un délai d’environ trois ans.

http://news.harvard.edu/gazette/story/2015/09/green-storage-for-green-energy-grows-cleaner/

http://www.sciencemag.org/content/349/6255/1529.short